正弦波振荡器一词用在这里指的是以自然方式产生正弦波形的振荡电路。这些电路由带有从输出到输入的正反馈通路的交流放大器组成。在反馈通路中含有滤波网络。除接近所需的振荡频率处外,网络的输入-输出(转移)增益均很低。因此,电路作为振荡器的工作能力(亦即通过自身产生放大器输入以再生方式工作)被限制到所需频率周围的一个窄频带内。
这个重要仪器类别出现在20世纪20年代末,那时,已认识到需要在宽广范围内产生具有精确频率(1%)和幅度(1或2dB)的无线电接收机测试信号。这类仪器的基本方块图直到大约20世纪70年代才发生变化,此时,频率合成器电路开始在仪器的波形发生器部分取代“自激”振荡器。
射频正弦波振荡器
上图示出信号发生器使用的典型射频正弦波振荡器的简化形式。放大器 (跨导放大器)产生与其输入电压成正比的输出电流,它驱动由带有磁耦合输出抽头的并联LC谐振电路组成的可调谐滤波电路。抽头以适当极性与放大器输入端相连,在滤波器的谐振频率上提供正反馈。为了保证振荡,该电路在设计上必须使围绕环路的增益(放大器增益乘上滤波器传递函数)在所需的频率调谐范围内大于1。但由于只有当环路增益精确为1时输出信号幅度才维持恒定,所以设计还必须包括对幅度敏感的环路增益控制电路。这种对幅度起响应的电路属于非线性电路,因为直到放大器输出信号达到某个预定的幅度之后它才起作用,而不像线性电路那样成比例地起作用。在这里所示的振荡器中,自动增益(AGC) 电路提供幅度控制功能。AGC电路监视放大器输出端的正弦波幅度,在达到所需的幅度时便幵始平稳地降低它的增益。
这个振荡器电路在它的输出端产生低电平谐波,这是因为正弦波幅度可以依靠AGC电路维持在放大器的线性工作范围之内。许多其他振荡电路像增益限制机构那样与放大器的饱和相关,这便产生大量使信号纯度变坏的谐波能量。
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