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2026-01-10 07:44本頁面

【導讀】iffAFXXX????'Formtheloopgainis. XXXXifif????'closedloop.condition'fX=iXisequivalentto1??condition'fiXX?).Statedmoresimply,thefrequencyofa. zero.

　　

【正文】 1 端接在一起，則放大器將如以前一樣，繼續提供一個同樣的輸出信號oX 。當然要注意， 39。fX = iX 這種說法意味著 39。fX 和 iX 的瞬時值在所有時刻都完全相等。條件 39。fX = iX 等價于 1??AF ，即環路增益必須等于 1。巴克豪森判據在以下關于振蕩器的討論中我們假定，整個電路工作在線形 6 狀態，并且放大器或反饋網絡或它們兩者是含有電抗元件的。在這些條件下，能保持波形形狀的唯一周期性波形是正弦波。對正弦波而言，條件 39。fX = iX 等同于iX 和 39。fX 的幅度、相位和頻率都完全一樣的條件。因為信號在通過電抗網絡時引入的相移總是頻率的函數，所以我們有如下重要原則：正弦振蕩器的工作頻率是這樣一個頻率，在該頻率下，信號從輸入端開始，經過放大器和反饋網絡后，又回到輸入端時，引入的總相移正好是零（當然，或者是 2? 的整數倍）。更簡單地說，正弦振蕩器的頻率取決于環路增益的相移為零這一條件。雖然還可以總結出其他可用來確定頻率的原則，但可以證明，它們同上述原則是一致的。附帶說明一下，滿足上述條件的頻率可能不止一個，這并不是不可理解的。在這種偶然情況下，有可能在幾個頻率處同時振蕩，或在所允許的幾個頻率中某一頻率處出現振蕩。只要電路能振蕩，其頻率就由上述原則來確定。顯然還必須滿足另一個條件，即 iX 和 39。fX 的幅度必須相等。該條件概括為下述原則：在振蕩頻率處，如果放大器的轉移增益和反饋網絡的反饋系數的乘積（環路增益的幅值）小于 1，則振蕩不能維持下去。環路增益為 1，即 1??AF 這個條件叫做巴克豪森判據。當然，這個條件意味著不僅要求 1?AF ，而且要求 — AF 的相位為零。上述原則與反饋公式FAAAf ??1 是一致的。因為如果 1??AF ，則 ??fA ，這可以解釋為，即使沒有外加信號電壓，也仍然有輸出電壓。若干實際的考慮參考圖 12 可以看出，如果 FA 在振蕩頻率處正好為 1，那么將反饋信號接到輸入端，再除去外部信號源將不會造成任何影響。圖 12 三級點傳遞函數在 S 平面上的根軌跡。無反饋時（ 00 ?FA ）的極點是 1s , 2s 和 3s 。而加入反饋后的極點是 fs1 , fs2 和 fs3 7 如果 FA 小于 1，那么除去外部信號源將會導致停振。現在假定 FA 大于 1，那么，最初出現在輸入端的信號，例如是 1v，再繞路一周又回到輸入端時，其幅值將大于 1v。然后這個較大的電壓又會以更大的電壓再出現于輸入端，如此循環往復。于是，似乎 FA 在不受放大器中有源器件的非線性的限制時，振幅的增大才能繼續下去。隨著振幅的增大，有源器件的非線性變得更加明顯。這種非線性的出現，就限制了震蕩的幅度，這是所有實際振蕩器工作的基本特征，正如以下討論所表明的那樣：條件 1?AF 并不是給出 AF 的可取值范圍，而是給出一個單一的精確值。限假設即使最初能滿足這個條件，由于電路元件特性，特別是晶體管特性受老化、溫度和電壓等影響發生變化（漂移），于是很顯然，如果整個振蕩器聽其自然，則在很短的時間內， AF 就會變得不是小于 1，就是大于1。在前一種情況下，只是振蕩停止而已，而在后一種情況下，我們就有需要用非線性來限制振幅。環路增益正好為 1的振蕩器，實際上是一個根本不能實現的理想裝置。所以，在實際振蕩器的調試中，總是要調整 AF 多少比 1大一些（比方說大 50%），以保證在晶體管和電路參數發生偶然變化時， AF 不致下降到 1以下。上述兩條原則是在純理論基礎上必須要滿足的，同時，我們根據實際的考慮，在添上第三條一般原則，即：在每個實際的振蕩器中，環路增益都略大于 1，并且振蕩幅度由非線性特性來限制。 2. 三角波 /方波發生器圖 21示出了一個用兩極運放能同時產生線性三角波和方波的函數發生器。集成積分器 1IC 由 2IC 的輸出驅動， 2IC 作為電壓比較器，被 1IC 的輸出，經 2R 3R分壓器分壓后所驅動。 2IC 的方波輸出于正負飽和電平間交替交換。 8 圖 21 具有雙向三角波和方波輸出的基本函數發生器假設，開始時， 1IC 的輸出為正， 2IC 的輸出恰好轉為正向飽和。 1IC 的反向輸入端虛假接地，則電流11 RVI SATR ?? 。因為 1R 和 1C 是串聯的，所以 1RI = 1CI 。然而為維持由恒定電流經過 1C ，加在該電容上的電壓必須以恒定的速率線性變化。一個線性的斜坡電壓加至 1C ，使 1IC 的輸出開始以 SVC11的速率線性下降，這個輸出通過 2R 3R 分壓器送至 2IC 的同相輸入端。然后， 1IC 的輸出朝負值線性變化，直至 2R 和 3R 連接點的電壓下降到 0V。在該點 2IC 翻轉動作，使輸出突變到負飽和值。這樣就改變了 1IC 和 2IC 的輸入，使 1IC 的輸出開始線性上升，直至升到某一正值為止，該值使 2R 3R 間的接點電壓達到 0，便引起了另一次翻轉。線性三角波的峰峰值由 2R 3R 的比率來控制。頻率調整可以通過改變 2R 3R的比率， 1R 或 1C ，或通過將 1R 由 2IC 的輸出端轉接一個分壓器，而不是直接接 2IC的輸出端來實現。

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