振荡器的工作原理


由: 马歇尔大脑

振荡器产生电子信号。 赫默拉科技 / 盖蒂图片社
振荡器在许多不同类型的电子设备中都很重要。例如,一个 石英表 使用石英振荡器来跟踪它的时间。AM无线电发射器使用振荡器为电台创建载波,AM无线电接收器使用一种特殊形式的振荡器,称为 共振器 调入电台。有振荡器在 计算机, 金属探测器 甚至 电击枪.
要了解电子振荡器的工作原理,查看物理世界的示例会很有帮助。在本文中,您将了解振荡器背后的基本概念以及它们在电子产品中的应用方式。
振荡基础知识
最常用的振荡器之一是 摆 的时钟。如果你推动钟摆开始摆动,它会在某些时候振荡 频率 ——每秒会来回摆动一定次数。钟摆的长度是控制频率的主要因素。
对于振荡的东西,能量需要在两种形式之间来回移动。例如,在钟摆中,能量在 势能 和 动能.当钟摆处于其行进的一端时,它的能量都是势能,它准备下落。当钟摆处于其周期的中间时,其所有势能都转化为动能,钟摆尽可能快地移动。当钟摆向摆动的另一端时,所有的动能都变回势能。两种形式之间的这种能量运动是导致振荡的原因。
最终,任何物理振荡器都会停止移动,因为 摩擦.为了保持它,你必须在每个周期增加一点能量。在摆钟中,保持钟摆运动的能量来自弹簧。钟摆在每次冲程时都会受到一点推动,以弥补因摩擦而损失的能量。看 摆钟的工作原理 了解详情。
电子振荡器的工作原理相同。
振荡器电路

能量需要从一种形式来回移动到另一种形式,振荡器才能工作。您可以通过连接一个非常简单的振荡器来制作一个 电容器 和一个 感应器 一起。如果您已阅读 电容器的工作原理 和 电感器的工作原理,你知道电容器和电感器 储存能量.电容器以静电场的形式存储能量,而电感器使用磁场。
想象一下以下电路:
如果用 电池 然后将电感插入电路,将发生以下情况:
电容器将开始通过电感放电。这样,电感器将产生磁场。
一旦电容器放电,电感器将尝试保持电路中的电流移动,因此它将为电容器的另一块板充电。
一旦电感的磁场坍塌,电容器就已经充电(但极性相反),因此它再次通过电感放电。
这种振荡将持续到电路因以下原因耗尽能量为止 电阻 在电线中。它将以取决于电感器和电容器尺寸的频率振荡。
谐振 器

在简单的晶体收音机中(参见 无线电的工作原理 有关详细信息),电容器/电感振荡器充当 调谐 器 对于收音机。它连接到天线并接地,如下所示:
数以千计的 正弦波 来自不同的广播电台击中天线。电容器和电感器希望以一个特定频率谐振。与该特定频率匹配的正弦波将得到 放大 谐振器,所有其他频率将被忽略。
在无线电中,谐振器中的电容器或电感器 可调.当您打开收音机上的调谐器旋钮时,您正在调整,例如,可变电容器。改变电容器会改变谐振器的谐振频率,从而改变谐振器放大的正弦波的频率。这就是您在收音机上“收听”不同电台的方式!
责任编辑:David
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