振荡器是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能,其构成的电路叫振荡电路,能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。

种类很多,按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器;按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等;按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。


振荡器必须是自激的,他激的振荡器不算是振荡器!变换器(converter)才分自激他激,比如手机充电器最常用的RCC(Ring Choke Converter)就是典型的自激变换器。

实际工作中,振荡器指的是想实现振荡功能又实现成功的电路。自激指的是不打算实现振荡功能,但却发生了振荡现象的错误,是必须要解决的问题。


自激振荡器(self-excited oscillator)是一个反馈控制系统。如果该系统的闭环极点有位于S右半平面上的一对共轭极点,则其冲激响应将产生幅值按指数增长的正弦波。从理论上讲,振荡的幅值将无限地增大。然而由于系内部元件的非线性作用,增长的振荡引起系统内部参数自动改变,从而使位于S右半平面上的共轭极点最终移至jω轴上,正弦波振前就呈等幅而稳定下来。


振荡器就是自激产生的


从系统传递函数来理解:

以简单二阶系统为例

系统稳定时,极点位于系统左半平面,且当系统存在共轭极点时,系统时域上表现为欠阻尼状态,出现指数振荡衰减;

当这对共轭极点移动到虚轴上时,系统时域上表现为稳定振荡,这就是振荡器;

而当这对共轭极点移动到右半平面时,系统时域上表现为自激振荡。

至于振荡和自激的临界条件,需要根据电路写出传函,调整参数来定。


振荡器也可以称为自激振荡,如果没有初始input, 输出就是就是一条与x轴重合的直线。我们只需要对初始启动时给一个tiny stimulus,随后无需再管它就可以自发产生振荡,自激也需要外界stimulus,没有初始值不可能有非零输出信号。


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