振荡电路详解：定义，波形，基本原理，经典设计

     振荡电路的定义

       振荡电路也称信号发生电路，作用是产生振荡信号，是很多电子电路中经常使用的电路。例如，为数字电路提供时钟的电路，将无线电波等各种信号传送到远方的载波信号也是有振荡电路产生的。

　 振荡电路的波形　　

        输出波形是振荡电路需要考虑的非常重要的因素，原因是电路方式由振荡波形决定。振荡电路输出的基本波形是正弦波和方波

　　1 正弦波　　电子设备中使用的振荡波形有很多事正弦波，有些正弦波振荡电路中，也有输出正弦波和余弦波的二相振荡电路　　正弦波的重要特性就是波形失真，纯正弦波应是无失真的波形，但实际上必定存在失真。有失真就意味着波形中含有多种高次谐波。

　　2 方波与脉冲波　　方波也成为矩形波，振幅变化需要的时间越短，波形就越好。　　方波是急剧变化的波形。因此，波形中含有多种谐波成分，可以作为宽带放大器等的测试信号，另外，数字电路中使用的时钟信号大都是方波。　　脉冲波是一种类似方波的波形，它包含正弦脉冲波和梯形脉冲波等，都成为脉冲波。

　　3 三角波与斜波

　　4 脉冲串与扫频波

　　振荡电路的基础

　　1 数字电路中的时钟发生器

　　2 电视机与收音机等中使用的振荡电路

　　3 高稳定度振荡的晶体与陶瓷

　　4 精度要求不高的RC与LC振荡器

　　5 振荡频率可变技术

　　6 方波与正弦波的不同处理方式

　  振荡电路的基本原理　　

        以正弦波振荡电路为例，起振过程：在无输入信号（xi=0）时，电路中的噪扰电压（如元件的热噪声、电路参数波动引起的电压、电流的变化、电源接通时引起的瞬变过程等）使放大器产生瞬间输出x‘o，经反馈网络反馈到输入端，得到瞬间输入xd，再经基本放大器放大，又在输出端产生新的输出信号x’o，如此反复。在无反馈或负反馈情况下，输出x‘o会逐渐减小，直到消失。但在正反馈情况下，x’o会很快增大，最后由于饱和等原因输出稳定在xo，并靠反馈永久保持下去。

　  振荡电路经典设计

　　MC1648是单片集成的射极耦合振荡器，输出MECL电平。电路工作时，外接电感L和电容C的并联谐振回路即可形成固定频率的振荡器。若外接变容二极管，控制变容管的直流偏置即可构成LC压控振荡器。MC1648的工作电源为5v或负5.2V。最高工作频率可达225MHz.几种常见的变容管连接方式和相应的压控特性见下图，其中（a）（b）为单管连接，控制电压加到变容管，其作用是限流。（c）采用双管背对背连接，其工作频率高，压控特性也好，本系统采用此种结构。电路的5端为AGC。改变AGC的电位，则振荡幅度改变，经放大输出的波形也不一样。通过AGC调节，电路可以输出正弦波，也可以输出方波。

　　

　　振荡器是系统产生频率的关键，决定着输出波形是否失真，以及输出幅度的大小。因为是高频电路，所以对电源的要求比较高，常需要对电源进行处理才能，比如加电感电容来滤波，既可以防止工频变压器对振荡器的干扰，也可以防止振荡器通过电源对其他电路的干扰。在进行这些处理后，一般还要加金属屏蔽外罩，才有更好的效果。 根据选用的变容二极管2CC12B，其最大工作频率为50MHz，由于采用较合适的结构设计，本系统实际工作频率为8~68MHz，输出频率范围达60MHz，但是要通过改变电感来实现。

　　

　　555多谐振荡的基本电路

　　用555时基电路可组成各种形式的自激式多谐振荡器，其基本电路如图a所示。当电路刚接通电源时，由于C来不及充电，555电路的②脚处于零电平，导致其输出③脚为高电平。当电源通过RA、RB向C充电到Vc≥Vcc时，输出端③脚由高电路平变为低电平，电容C 经RB和内部电路的放电开关管放电。当放电到Vc≤Vcc时，输出端又由低电平转变为高电平。此时电容再次充电，这种过程可周而复始地进行下去，形成自激振荡。图（b）给出了输出端及电容器C上电压的波形。

　　

　　555是一个综合了数字电路与模拟电路特点于一身的集成电路，在一些与时间相关的电路上得到广泛的应用。主要的设计要点是，利用电容C1的充放电，得到不同的电平，555里面的两个比较在不同电平间翻转，进而给RS触发器提供输入，从而输出谐振方波来。而输出的频率，可以用下面的公式计算：1.44/（R1 + 2R2）C1。