振蕩器是一種能量轉換裝置——將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能,其構成的電路叫振蕩電路,能將直流電轉換為具有一定頻率交流電信號輸出的電子電路或裝置。

種類很多,按振蕩激勵方式可分為自激振蕩器、他激振蕩器;按電路結構可分為阻容振蕩器、電感電容振蕩器、晶體振蕩器、音叉振蕩器等;按輸出波形可分為正弦波、方波、鋸齒波等振蕩器。


振蕩器必須是自激的,他激的振蕩器不算是振蕩器!變換器(converter)才分自激他激,比如手機充電器最常用的RCC(Ring Choke Converter)就是典型的自激變換器。

實際工作中,振蕩器指的是想實現振蕩功能又實現成功的電路。自激指的是不打算實現振蕩功能,但卻發生了振蕩現象的錯誤,是必須要解決的問題。


自激振蕩器(self-excited oscillator)是一個反饋控制系統。如果該系統的閉環極點有位於S右半平面上的一對共軛極點,則其衝激響應將產生幅值按指數增長的正弦波。從理論上講,振蕩的幅值將無限地增大。然而由於系內部元件的非線性作用,增長的振蕩引起系統內部參數自動改變,從而使位於S右半平面上的共軛極點最終移至jω軸上,正弦波振前就呈等幅而穩定下來。


振蕩器就是自激產生的


從系統傳遞函數來理解:

以簡單二階系統為例

系統穩定時,極點位於系統左半平面,且當系統存在共軛極點時,系統時域上表現為欠阻尼狀態,出現指數振蕩衰減;

當這對共軛極點移動到虛軸上時,系統時域上表現為穩定振蕩,這就是振蕩器;

而當這對共軛極點移動到右半平面時,系統時域上表現為自激振蕩。

至於振蕩和自激的臨界條件,需要根據電路寫出傳函,調整參數來定。


振蕩器也可以稱為自激振蕩,如果沒有初始input, 輸出就是就是一條與x軸重合的直線。我們只需要對初始啟動時給一個tiny stimulus,隨後無需再管它就可以自發產生振蕩,自激也需要外界stimulus,沒有初始值不可能有非零輸出信號。


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