电容式三点振荡电路是一种利用电容分压反馈实现自激振荡的高频LC振荡器核心由晶体管放大器、LC谐振回路及两个分压电容构成。通过C₁、C₂分压反馈实现正反馈晶体管放大器提供增益LC谐振回路决定振荡频率。起振条件是系统放大倍数大于1且反馈信号相位满足360°整数倍即正反馈晶体管的非线性特性自动限制振幅增长形成稳定的正弦波输出。一、核心构思把一个电容拆成两个串联的电容把回路里的电容拆分成两个串联的电容记作 C1 和 C2。这两个串联电容的总容量用串联公式计算回路的固有频率仍然由电感 L 和总电容决定拆成两个并不改变回路的固有频率。拆开之后这两个电容的分工就出来了C1 起采样作用——它采集回路的振荡信号用这个采集到的信号去控制一个开关让开关的闭合与断开与 LC 回路的振荡同步也就是让开关频率与固有频率相同。这个开关的动作规律是回路中的电流方向开关状态结果顺时针闭合接通电源给电容 C2 充电补能逆时针断开电源停止充电剩下唯一的问题是怎么才能实现这种自动同步的控制用一个三极管。三极管由回路自己的信号驱动它天然就是那个与振荡同步动作的开关。二、工作原理三极管如何完成自动控制假设 LC 回路已经在振荡我们分两个半周来看。1. 当振荡电流为顺时针方向振荡电流在某节点处分成两个支路一部分振荡电流进入三极管的基极这部分电流从发射极流出再与另一路汇合一起进入 C2。这里用到了三极管的放大作用集电极电流是基极电流的 β 倍从发射极流出的电流实际上是从基极流进电流的(1β) 倍。因此由于三极管的作用流进电容 C2 的振荡电流实际上多出了基极振荡电流的 β 倍——多出来的这部分正是回路被补充的能量。2. 当振荡电流为逆时针方向此时三极管发射极电位高于基极电位三极管截止或者导通能力减弱相当于前面那个假想开关断开了电源停止给 C2 充电。至此可以看出三极管自己就扮演了与振荡同步动作的开关的角色——回路电流方向一变三极管的导通状态跟着变补能动作自动与振荡同步实现自动控制。三、实际电路谁在供电、谁在耦合简化电路省略了供电那么实际当中电源是如何给三极管供电的完整电路里各元件的作用是元件作用R1、R2组成偏置电路让三极管处于最佳工作点处于放大状态R4集电极负载电阻对集电极起分压作用使集电极电位受基极控制R3发射极电阻起负反馈作用对三极管工作点起动态稳定作用L C1 C2组成 LC 回路C3、C4耦合电容容量较大对振荡电流几乎短路其阻抗可以忽略不计接法上C1 与 C2 的公共点接发射极C2 的另一端通过耦合电容 C4 接集电极C1 的另一端也通过耦合电容 C3 接基极。这是一个标准的电容三点式电路。四、实际电路的震荡过程1. 顺时针半周C4 提供β 倍的集电极电流假设电路已经振荡振荡电流方向为顺时针。在某位置电流分成两部分一部分进入 C1另一部分通过耦合电容 C3 进入三极管基极再从发射极流出与从 C1 流出的振荡电流汇合流进电容 C2。由于基极流入了一部分振荡电流引发了集电极β 倍的基极振荡电流。这个电流是谁提供的呢是电容 C4。因为 C4 容量很大集电极高电平时它被充了很多电能集电极低电平时它就放出电能因此可以认为集电极的振荡电流是 C4 提供的。当然从电阻 R4 流出的电流也提供一点集电极电流但这个电流的性质是不同的它不是振荡电流。2. 两种电流回流路径不同从 R4 来的电流来自电源进入集电极从发射极出来后通过 R3 回到电源的负极从 C4 来的电流进入集电极从发射极出来后对 C2 充电回到 C2 的极板——这个过程中对 C2也就是对回路的能量进行了补充。3. 逆时针半周C4 被充电能量从电源搬进来当 LC 回路的振荡电流为逆时针方向时该处的振荡电流又分成两个支路一部分流进 C1一部分流进 R3。于是R3 电压升高 → 发射极电位升高 → 基极电流减弱 → 三极管导通能力降低 → 集电极电位升高 →C4 被充电补充能量。要注意这个充电电流不属于振荡电流的一部分它是由电源提供的要回到电源负极而振荡电流是在 LC 回路中来回流动的两者性质不同。五、重点区分两种电流理解这个电路图原理时一定要注意区分两种不同的电流电源提供的电流——从电源正极出回到电源负极振荡电流——在 LC 回路中来回流动。但它们的强度同时受到三极管的影响。三极管不断地将电源的能量补充到 LC 回路中使得振荡能够持续下去。这就是电容三点式振荡器自激的完整链条C1 采样回路信号 → 三极管按信号方向导通/截止同步开关→ 基极电流被放大 β 倍 → C4 把这股放大后的电流送进 C2 → 回路能量得到补充 → 振荡持续而补充消耗掉的能量则由电源在另一半周通过 C4 充电补上。六、延伸电感三点式哈特莱振荡器电感三点式振荡电路又称哈特莱Hartley振荡器其原理分析方法与电容三点式完全一样请大家自己分析。参考【青少年电子技术基础第42讲电容三点式振荡器】https://www.bilibili.com/video/BV1Ev411s7SL?vd_source59f454906088f7bd5116fd9018d04efd【无线电是怎么发射出去的用一个老电路通俗地跟大家说一说】https://www.bilibili.com/video/BV1MT411n7n4?vd_source59f454906088f7bd5116fd9018d04efd 电容三点式震荡电路是怎样工作的
电容式三点振荡电路是一种利用电容分压反馈实现自激振荡的高频LC振荡器核心由晶体管放大器、LC谐振回路及两个分压电容构成。通过C₁、C₂分压反馈实现正反馈晶体管放大器提供增益LC谐振回路决定振荡频率。起振条件是系统放大倍数大于1且反馈信号相位满足360°整数倍即正反馈晶体管的非线性特性自动限制振幅增长形成稳定的正弦波输出。一、核心构思把一个电容拆成两个串联的电容把回路里的电容拆分成两个串联的电容记作 C1 和 C2。这两个串联电容的总容量用串联公式计算回路的固有频率仍然由电感 L 和总电容决定拆成两个并不改变回路的固有频率。拆开之后这两个电容的分工就出来了C1 起采样作用——它采集回路的振荡信号用这个采集到的信号去控制一个开关让开关的闭合与断开与 LC 回路的振荡同步也就是让开关频率与固有频率相同。这个开关的动作规律是回路中的电流方向开关状态结果顺时针闭合接通电源给电容 C2 充电补能逆时针断开电源停止充电剩下唯一的问题是怎么才能实现这种自动同步的控制用一个三极管。三极管由回路自己的信号驱动它天然就是那个与振荡同步动作的开关。二、工作原理三极管如何完成自动控制假设 LC 回路已经在振荡我们分两个半周来看。1. 当振荡电流为顺时针方向振荡电流在某节点处分成两个支路一部分振荡电流进入三极管的基极这部分电流从发射极流出再与另一路汇合一起进入 C2。这里用到了三极管的放大作用集电极电流是基极电流的 β 倍从发射极流出的电流实际上是从基极流进电流的(1β) 倍。因此由于三极管的作用流进电容 C2 的振荡电流实际上多出了基极振荡电流的 β 倍——多出来的这部分正是回路被补充的能量。2. 当振荡电流为逆时针方向此时三极管发射极电位高于基极电位三极管截止或者导通能力减弱相当于前面那个假想开关断开了电源停止给 C2 充电。至此可以看出三极管自己就扮演了与振荡同步动作的开关的角色——回路电流方向一变三极管的导通状态跟着变补能动作自动与振荡同步实现自动控制。三、实际电路谁在供电、谁在耦合简化电路省略了供电那么实际当中电源是如何给三极管供电的完整电路里各元件的作用是元件作用R1、R2组成偏置电路让三极管处于最佳工作点处于放大状态R4集电极负载电阻对集电极起分压作用使集电极电位受基极控制R3发射极电阻起负反馈作用对三极管工作点起动态稳定作用L C1 C2组成 LC 回路C3、C4耦合电容容量较大对振荡电流几乎短路其阻抗可以忽略不计接法上C1 与 C2 的公共点接发射极C2 的另一端通过耦合电容 C4 接集电极C1 的另一端也通过耦合电容 C3 接基极。这是一个标准的电容三点式电路。四、实际电路的震荡过程1. 顺时针半周C4 提供β 倍的集电极电流假设电路已经振荡振荡电流方向为顺时针。在某位置电流分成两部分一部分进入 C1另一部分通过耦合电容 C3 进入三极管基极再从发射极流出与从 C1 流出的振荡电流汇合流进电容 C2。由于基极流入了一部分振荡电流引发了集电极β 倍的基极振荡电流。这个电流是谁提供的呢是电容 C4。因为 C4 容量很大集电极高电平时它被充了很多电能集电极低电平时它就放出电能因此可以认为集电极的振荡电流是 C4 提供的。当然从电阻 R4 流出的电流也提供一点集电极电流但这个电流的性质是不同的它不是振荡电流。2. 两种电流回流路径不同从 R4 来的电流来自电源进入集电极从发射极出来后通过 R3 回到电源的负极从 C4 来的电流进入集电极从发射极出来后对 C2 充电回到 C2 的极板——这个过程中对 C2也就是对回路的能量进行了补充。3. 逆时针半周C4 被充电能量从电源搬进来当 LC 回路的振荡电流为逆时针方向时该处的振荡电流又分成两个支路一部分流进 C1一部分流进 R3。于是R3 电压升高 → 发射极电位升高 → 基极电流减弱 → 三极管导通能力降低 → 集电极电位升高 →C4 被充电补充能量。要注意这个充电电流不属于振荡电流的一部分它是由电源提供的要回到电源负极而振荡电流是在 LC 回路中来回流动的两者性质不同。五、重点区分两种电流理解这个电路图原理时一定要注意区分两种不同的电流电源提供的电流——从电源正极出回到电源负极振荡电流——在 LC 回路中来回流动。但它们的强度同时受到三极管的影响。三极管不断地将电源的能量补充到 LC 回路中使得振荡能够持续下去。这就是电容三点式振荡器自激的完整链条C1 采样回路信号 → 三极管按信号方向导通/截止同步开关→ 基极电流被放大 β 倍 → C4 把这股放大后的电流送进 C2 → 回路能量得到补充 → 振荡持续而补充消耗掉的能量则由电源在另一半周通过 C4 充电补上。六、延伸电感三点式哈特莱振荡器电感三点式振荡电路又称哈特莱Hartley振荡器其原理分析方法与电容三点式完全一样请大家自己分析。参考【青少年电子技术基础第42讲电容三点式振荡器】https://www.bilibili.com/video/BV1Ev411s7SL?vd_source59f454906088f7bd5116fd9018d04efd【无线电是怎么发射出去的用一个老电路通俗地跟大家说一说】https://www.bilibili.com/video/BV1MT411n7n4?vd_source59f454906088f7bd5116fd9018d04efd