振荡器工作原理

引言

振荡器在许多不同类型的电子设备中都有着重要的位置。例如，石英表使用石英晶体振荡器跟踪时间。调幅收音机发射机使用振荡器为电台创建载波，调幅收音机接收机使用称为谐振电路的特殊形式的振荡器进行调谐。在计算机、金属探测仪甚至眩晕枪中都有振荡器。

要了解电子振荡器的工作原理，考察真实世界中的实例会很有帮助。在本文中，我们将带您了解振荡器背后的基本概念以及它们在电子设备中的用法。

振荡器基础知识

最常见的振荡器之一就是时钟的钟摆。如果您推动钟摆开始摆动，它将以某种频率振荡——每秒钟会来回摆动一定的次数。控制频率的主要是钟摆的长度。

要使物体振荡，能量必须在两种形态之间来回转换。例如，在钟摆中，能量在势能和动能之间转换。当钟摆位于摆动的一端，其能量全部是势能，并准备落下。当钟摆在循环的中间，所有势能转换为动能，钟摆以最快的速度移动。当钟摆向另一侧运动时，所有动能又转为势能。这两种形态间的能量的转换就是导致振荡的原因。

最后由于摩擦的作用，任何物理振荡都会停止。要继续运动，必须在每次循环中添加少许能量。在摆钟里，保持钟摆移动的能量来自弹簧。钟摆在每次敲钟时都得到一点推力，以弥补因摩擦而失去的能量。

电子振荡器

振荡器要正常工作，能量必须在两种形态之间来回转换。将电容器和电感器连接在一起，即可制成一个非常简单的振荡器。如果您阅读过电容器工作原理和电感器工作原理，就会知道电容器和电感器都能储存能量。电容器以静电场的形式储存能量，而电感器则使用磁场。

假设有以下电路：

如果用电池为电容器充电，然后将电感器插入电路，将会发生以下情况：

• 电容器将通过电感器开始放电。同时电感器将建立磁场。
• 一旦电容器放电完毕，电感器将尝试保持电路中的电流，为电容器的另一个板充电。
• 当电感器的磁场消失后，电容器已再次充电（但充电极性相反），将再次通过电感器放电。

这种振荡将持续，直到金属线中的电阻耗完能量为止。该振荡频率取决于电感器和电容器的大小。

谐振电路

在简单的晶体收音机中，一个由电容器或电感器组成的振荡器充当收音机的调谐器。它通过以下方式连接到天线和地线：

来自不同电台的成千上万的正弦波会到达天线。电容器和电感器要以一个特定的频率谐振。符合此特定频率的正弦波将被谐振电路放大，而所有其他频率都将被忽略。

在收音机中，谐振电路中的电容器或电感器都是可调的。当您转动收音机上的调谐旋钮时，就是在进行调节，比如调节可变电容。改变电容器会改变谐振电路的谐振频率，由此也会改变谐振电路所放大的正弦波频率。这就是您如何“收听”收音机的不同电台！