普通型振蕩器在許多不同類型的電子設(shè)備中都有著重要的位置。例如,石英表使用石英晶體振蕩器跟蹤時間。調(diào)幅收音機發(fā)射機使用振蕩器為電臺創(chuàng)建載波,調(diào)幅收音機接收機使用稱為諧振電路的特殊形式的振蕩器進行調(diào)諧。在計算機、金屬探測儀甚至眩暈槍中都有普通型振蕩器。
要了解普通型振蕩器的工作原理,考察真實世界中的實例會很有幫助。在本文中,我們將帶您了解普通型振蕩器背后的基本概念以及它們在電子設(shè)備中的用法。
普通型振蕩器工作原理之振蕩器基礎(chǔ)知識
zui常見的普通型振蕩器之一就是時鐘的鐘擺。如果您推動鐘擺開始擺動,它將以某種頻率振蕩——每秒鐘會來回擺動一定的次數(shù)??刂祁l率的主要是鐘擺的長度。
要使物體振蕩,能量必須在兩種形態(tài)之間來回轉(zhuǎn)換。例如,在鐘擺中,能量在勢能和動能之間轉(zhuǎn)換。當(dāng)鐘擺位于擺動的一端,其能量全部是勢能,并準(zhǔn)備落下。當(dāng)鐘擺在循環(huán)的中間,所有勢能轉(zhuǎn)換為動能,鐘擺以zui快的速度移動。當(dāng)鐘擺向另一側(cè)運動時,所有動能又轉(zhuǎn)為勢能。這兩種形態(tài)間的能量的轉(zhuǎn)換就是導(dǎo)致振蕩的原因。
zui后由于摩擦的作用,任何物理振蕩都會停止。要繼續(xù)運動,必須在每次循環(huán)中添加少許能量。在擺鐘里,保持鐘擺移動的能量來自彈簧。鐘擺在每次敲鐘時都得到一點推力,以彌補因摩擦而失去的能量。
普通型振蕩器工作原理之諧振電路
在簡單的晶體收音機中,一個由電容器或電感器組成的振蕩器充當(dāng)收音機的調(diào)諧器。它通過以下方式連接到天線和地線:
來自不同電臺的成千上萬的正弦波會到達天線。電容器和電感器要以一個特定的頻率諧振。符合此特定頻率的正弦波將被諧振電路放大,而所有其他頻率都將被忽略。
普通型振蕩器要正常工作,能量必須在兩種形態(tài)之間來回轉(zhuǎn)換。將電容器和電感器連接在一起,即可制成一個非常簡單的振蕩器。如果您閱讀過電容器工作原理和電感器工作原理,就會知道電容器和電感器都能儲存能量。電容器以靜電場的形式儲存能量,而電感器則使用磁場。
如果用電池為電容器充電,然后將電感器插入電路,將會發(fā)生以下情況:
電容器將通過電感器開始放電。同時電感器將建立磁場。一旦電容器放電完畢,電感器將嘗試保持電路中的電流,為電容器的另一個板充電。當(dāng)電感器的磁場消失后,電容器已再次充電(但充電極性相反),將再次通過電感器放電。這種振蕩將持續(xù),直到金屬線中的電阻耗完能量為止。該振蕩頻率取決于電感器和電容器的大小。