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LC振蕩電路工作原理及特點(diǎn)分析

 小屋997 2012-08-09

LC振蕩電路
LC振蕩電路,是指用電感L、電容C組成選頻網(wǎng)絡(luò)的振蕩電路,用于產(chǎn)生高頻正弦波信號,常見的LC正弦波振蕩電路有變壓器反饋式LC振蕩電路、電感三點(diǎn)式LC振蕩電路和電容三點(diǎn)式LC振蕩電路。LC振蕩電路的輻射功率是和振蕩頻率的四次方成正比的,要讓LC振蕩電路向外輻射足夠強(qiáng)的電磁波,必須提高振蕩頻率,并且使電路具有開放的形式。

LC振蕩電路工作原理
開機(jī)瞬間產(chǎn)生的電擾動經(jīng)三極管V組成的放大器放大,然后由LC選頻回路從眾多的頻率中選出諧振頻率F0。并通過線圈L1和L2之間的互感耦合把信號反饋至三極管基極。設(shè)基極的瞬間電壓極性為正。經(jīng)倒相集電壓瞬時極性為負(fù),按變壓器同名端的符號可以看出,L2的上端電壓極性為負(fù),反饋回基極的電壓極性為正,滿足相位平衡條件,偏離F0的其它頻率的信號因?yàn)楦郊酉嘁贫粷M足相位平衡條件,只要三極管電流放大系數(shù)B和L1與L2的匝數(shù)比合適,滿足振幅條件,就能產(chǎn)生頻率F0的振蕩信號。

LC振蕩電路特點(diǎn)
共射變壓器耦合式振蕩器功率增益高,容易起振,但由于共發(fā)射極電流放大系數(shù)B隨工作頻率的增高而急劇降低,故共振蕩幅度很容易受到振蕩頻率大小的影響,因此常用于固定頻率的振蕩器。

LC振蕩電路分析方法
LC電磁振蕩過程涉及的物理量較多,且各個物理量變化也比較復(fù)雜。實(shí)際分析過程中,如果注意到電場量(電場能、電荷量、電壓、電場強(qiáng)度)和磁場量(磁場能、電流強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度)的異步變化,電場量、磁場量各自的同步變化,充分利用包含電場能、磁場能在內(nèi)的能量守恒,由能量變化輻射其他物理變化,就可快速地弄清各物理量的變化情況,判斷電路所處的狀態(tài)。

LC振蕩電路模型條件
1.整個電路的電阻R=0(包括線圈、導(dǎo)線),從能量角度看沒有其它形式的能向內(nèi)能轉(zhuǎn)化,即熱損耗為零。
2.電感線圈L集中了全部電路的電感,電容器C集中了全部電路的電容,無潛布電容存在。
3.LC振蕩電路在發(fā)生電磁振蕩時不向外界空間輻射電磁波,是嚴(yán)格意義上的閉合電路,LC電路內(nèi)部只發(fā)生線圈磁場能與電容器電場能之間的相互轉(zhuǎn)化,即便是電容器內(nèi)產(chǎn)生的變化電場,線圈內(nèi)產(chǎn)生的變化磁場也沒有按麥克斯韋的電磁場理論激發(fā)相應(yīng)的磁場和電場,向周圍空間輻射電磁波。
能產(chǎn)生大小和方向都隨周期發(fā)生變化的電流叫振蕩電流。能產(chǎn)生振蕩電流的電路叫振蕩電路。其中最簡單的振蕩電路叫LC回路。
振蕩電流是一種交變電流,是一種頻率很高的交變電流,它無法用線圈在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生,只能是由振蕩電路產(chǎn)生。
充電完畢(充電開始):電場能達(dá)到最大,磁場能為零,回路中感應(yīng)電流i=0。
放電完畢(放電開始):電場能為零,磁場能達(dá)到最大,回路中感應(yīng)電流達(dá)到最大。
充電過程:電場能在增加,磁場能在減小,回路中電流在減小,電容器上電量在增加。從能量看:磁場能在向電場能轉(zhuǎn)化。
放電過程:電場能在減少,磁場能在增加,回路中電流在增加,電容器上的電量在減少。從能量看:電場能在向磁場能轉(zhuǎn)化。
在振蕩電路中產(chǎn)生振蕩電流的過程中,電容器極板上的電荷,通過線圈的電流,以及跟電流和電荷相聯(lián)系的磁場和電場都發(fā)生周期性變化,這種現(xiàn)象叫電磁振蕩。

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