2  压控振荡器设计原理

2.1振荡原理

2.1.1  振荡条件

振荡器的核心是一个在振荡频率处呈现正反馈的环路，振荡器便是利用电路本身微小的噪声能量在正反馈的作用下产生振荡。图2.1给出了一个振荡器的反馈型。其中 为前向电路的传输函数，而 为反馈网络的传输函数。

图2.1 反馈系统模型

该反馈系统的闭环传输函数可表示为

               （2-1）

式中， 是该反馈系统的环路增益。

 如果在所有的频率上 ，该系统是一个稳定的负反馈系统。如果在某频率上 =1，该系统在频率为 处的闭环传输函数为无穷大，只要该系统的输入引入一点噪声，该噪声就会被无限放大，即产生了振荡。而如果在某频率上 >1，该系统在频率为 处的环路增益大于1，同样只要环路引入一点噪声，该噪声就会被无限放大，电路将产生振荡。因此振荡条件可表示为

                                 （2-2）

式（2-2）是振荡器能够产生振荡的基本条件，称为Barkhausen判据。

在振荡器的起振阶段，环路增益 要大于1，保证振荡器能将微小的噪声放大为稳定的周期性输出信号。当环路中的信号振幅增加到一定程度后，振荡器中有源器件在在的非线性会限制振幅的继续增加，使得振荡器的输出达到稳定，这是一个非线性过程。

2.1.2  振荡器的基本形式来.自/751·论|文-网·www.751com.cn/

振荡器可以按照过去的电路形式分类，如Colpitts 、Hartley振荡器。另外，还可以按照在设计过程中采用的方法分类，也就是现在最常用的，如负阻振荡器。

     LC负阻振荡器是把一个呈现负阻特性的有源器件直接与LC谐振回路相接，产生等幅振荡。在我们日常中最常见的就是普通电阻，即电压与电流呈正相关关系 ，也就是该电阻从外界吸收能量。若电压与电流的关系如图2.2中所示，即 。

图2.2  负阻模型曲线

    当流过电阻的电流减小时，电阻两端的电压反而增大；当流过电阻的电流增大时，电阻两端的电压反而减小。也就是说该电阻不但消耗能量，反而抽外界提供能量。应该清楚的是，负阻向外界所提供的能量是从某种能量转换的，负阻本身并不能产生能量。而且，所说的负阻指的是交流状态下所呈现的阻抗状态，在直流状态下电阻永远为正值。