【正文】 ～。這就是說，振蕩器在起振之后，隨著振幅的不斷增長，使振蕩管的工作狀態(tài)逐漸向乙類以至丙類過渡，因而A值也不斷下降。至于反饋系數(shù)F完全是由無源線性網(wǎng)絡(luò)所決定的比例系數(shù)，與振蕩幅度的大小無關(guān)。由于放大器的放大倍數(shù)隨著振幅的增大而下降，如果電路只是剛好滿足AoF=1，那么經(jīng)放大選頻后的信號仍然只能維持在很低的電平上。這樣具有頻率為f0的信號雖然存在，但卻淹沒在同樣電平的噪聲中，而得不到所需的一定強度的振蕩輸出。因此，要維持一定振幅的振蕩，反饋系數(shù)就應(yīng)設(shè)計的大一些。一般F=1/2～1/8。這樣就可以在AoF1的情況下起振，而后隨著振幅的增強，A0就向A過渡。直到振幅增大到某一程度，出現(xiàn)AF=1時，振蕩就達到平衡狀態(tài)。因此振蕩器的起振條件為AoF1,平衡條件為AF=1。即AF=1，φA+φF=2nЛ。由振幅平衡條件可以確定振蕩器的振幅，由相位平衡條件可以確定振蕩器的頻率。 上面所討論的振蕩平衡條件只能說明振蕩能在某一狀態(tài)平衡，但還不能說明這平衡狀態(tài)是否穩(wěn)定。平衡狀態(tài)只是建立振蕩的必要條件，但還不是充分條件。已建立的振蕩能否維持，還必須看平衡狀態(tài)是否穩(wěn)定。穩(wěn)定條件也分為振幅穩(wěn)定與相位穩(wěn)定兩種。1） 振幅平衡的穩(wěn)定條件 圖329 軟自激的振蕩特性 如圖328畫出了放大倍數(shù)A和反饋系數(shù)的倒數(shù)1/F隨振幅Vom的變化曲線。兩者相交的交點Q就是振蕩器的振幅平衡點。在平衡點附近，放大倍數(shù)隨振幅的變化特性具有負的斜率，即170。A/170。Vom|Vom=Vomq0,表示平衡點的振幅穩(wěn)定條件。一般只要偏置電路和反饋網(wǎng)絡(luò)設(shè)計正確，則A=f(Vom)為一條單調(diào)下降曲線。2） 相位平衡的穩(wěn)定條件 相位穩(wěn)定條件和頻率穩(wěn)定條件實質(zhì)是一回事。如果由于某種原因，相位平衡遭到破壞，產(chǎn)生了一個很小的相位增量△φ，并且假定所產(chǎn)生的是一個正的增量△φ，這就意味著反饋電壓超前于原來的輸入電壓一個相角。相位超前意味著周期縮短，即頻率不斷的提高。即△W/△φ0。為了保持振蕩器相位平衡點穩(wěn)定，振蕩器本身應(yīng)具有恢復(fù)相位平衡的能力。故振蕩器電路應(yīng)能夠產(chǎn)生一個新的相位變化，以抵消外因引起的△φ變化，故相位穩(wěn)定條件為170。φ/170。w0。如圖329：因而LC并聯(lián)諧振回路不僅決定振蕩頻率的主要角色，而且是穩(wěn)定振蕩頻率的機構(gòu)。圖330 并聯(lián)諧振回路的相頻特性 (1)反饋性LC振蕩器 按照反饋耦合元件可以分成：互感耦合振蕩器、電感反饋式振蕩器與電容反饋式振蕩器等。關(guān)于集電極電源與基極偏置電源的供給方式為振蕩器的集電極直流電源可采用串聯(lián)饋電與并聯(lián)饋電兩種。為了兼顧起振過程和振蕩建立后的穩(wěn)定平衡，振蕩器都采用自偏壓電路。 基于后面的硬件設(shè)計這里以電容反饋式三端式振蕩器為例，如圖330：圖331 電容三端振蕩器等效電路 電容三端振蕩器的優(yōu)點是輸出波形較好，這是因為集電極和基極電流可通過對諧波為低阻抗的電容支路回到發(fā)射極，所以高次諧波的反饋減弱，輸出的諧波分量減小，波形更接近于正弦波。其次該電路中的不穩(wěn)定電容（分布電容和器件的結(jié)電容）都是與該電路并聯(lián)的，因此適當(dāng)加大回路電容量就可以減弱不穩(wěn)定因素對振蕩頻率的影響，從而提高了頻率穩(wěn)定度。最后當(dāng)工作頻率較高時，甚至可以只利用器件的輸入輸出電容作為回路電容。因而本電路適用于較高的工作頻率。 這種電路的缺點是調(diào)C1或C2來改變振蕩頻率時反饋系數(shù)也將改變。但只要在L兩端并上一個可變電容器，并令C1和C2為固定電容，則在調(diào)整頻率時基本上不會影響反饋系數(shù)。經(jīng)驗證明C1/C2取1/2～1/8較為適宜。(2)石英晶體振蕩器 利用石英晶體的壓電效應(yīng)，將石英晶體作為振蕩回路元件，構(gòu)成石英晶體振蕩器，可以獲得很高的頻率穩(wěn)定度。石英晶體振蕩器的主要缺點是它的單頻性，即每塊晶體只能提供一個穩(wěn)定的振蕩頻率，因而不能直接用于波段振蕩器。在串并聯(lián)諧振頻率之間很狹窄的工作頻率內(nèi)，它呈電感性。因而石英諧振器或工作于感性區(qū)，或工作于串聯(lián)諧振頻率上，絕不能使用容性區(qū)。因為如果振蕩器是設(shè)計在晶體呈現(xiàn)電容性時產(chǎn)生振蕩，那么由于晶體在靜止時就是呈現(xiàn)電容性，故無法判斷是否已經(jīng)工作。 基于后面的硬件設(shè)計，這里以并聯(lián)諧振型晶體振蕩器中的cb型電路為例，如圖331： 相當(dāng)于電容三端振蕩電路。從晶體連接在哪兩個電極之間稱為cb型電路。bc型電路中的石英晶體接在阻抗很高的bc之間，石英晶體的標準性受影響很小。因此在頻率穩(wěn)定度要求較高的電路中，幾乎都采用cb型電路。圖332 cb型電路(1)高頻振蕩電路部分 我們設(shè)計的振蕩器是一種由高頻壓電陶瓷片（超聲換能器）組成的工作振蕩器，如圖332：圖333 室內(nèi)智能加濕器高頻振蕩電路部分（決定于選定的壓電陶瓷片，這是由石英晶體振蕩器的單頻性決定的）。晶體三極管BU406和電容器CC2等構(gòu)成電容三點式振蕩器電路。這里的壓電陶瓷片等效看作一個電感。C3的大小主要是改變晶體管與振蕩回路的耦合程度，C3越大，則振蕩振幅就越大，但是C3還必須兼顧頻率覆蓋系數(shù)，因此C3不易過大。其中反饋系數(shù)為F=C2/C1=390/47000=，由于BU406的放大倍數(shù)近似等于120，因此滿足起振條件|AF|1。至于電路的靜態(tài)工作點在后面進一步討論，這里暫不涉及。該圖的高頻等效電路如圖333： 圖334 高頻等效電路 其中LC2組成的等效并聯(lián)回路諧振頻率為f=1/2Л√L2C2,。而LC1組成的等效串聯(lián)諧振頻率f=f=1/2Л√L1C1, 。故此電路就等效為圖331型電路。另外我認為這里發(fā)射極加電感LL2的原因是：一個是在振蕩器振幅的穩(wěn)定過程中提供發(fā)射極自給偏置電壓；另一個是電感使大功率管子的電流不能突變；還有可能是因為在實際測試時當(dāng)添加LL2為該值時，加濕器效果最好。這是在忽略兩個電感對振蕩器結(jié)構(gòu)的影響，依然按共射電路及電容反饋的假設(shè)下的分析。圖332是否由可能是共集電路，及電感反饋型？我想知道如果去掉LL2不是正好是圖331型嗎，應(yīng)該也可以用，為什么要加這兩個電感叻？(2)偏置電路部分圖335 偏置電路部分 我們設(shè)計的偏置電路如圖335，圖中左部分為220V交流電通過變壓、整流、濾波環(huán)節(jié)獲得36V直流電。實際上，我們采用了成品開關(guān)電源提供36V直流電源。J1的2引腳通過外部連線連接到水位保護繼電器的動觸點和常閉觸點上，在水位安全時2引腳處于導(dǎo)通狀態(tài)，這樣把36V直流電傳輸給后面的偏置與振蕩電路。J2的1引腳通過外部連線與M/A模式繼電器的動觸點連接 ，2引腳通過外部連線與M/A模式繼電器的常閉觸點連接。故在未按M/A鍵時2引腳是聯(lián)通的，這時處于手動模式控制，可以調(diào)節(jié)滑動變阻器，來改變加濕量的大小。當(dāng)按下M/A鍵后，動觸點與原常閉觸點斷開，與原常開觸點聯(lián)通。而原常開觸點通過外部連線與單片機經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換后的控制信號的模擬量連接，這樣就將控制信號（0～5V電壓信號）連接到了偏置電路及振蕩電路中，通過自動控制偏置電流（此時改變滑動變阻器不能再改變加濕量的大小了）來實現(xiàn)自動改變加濕量的大小。圖335中電感為L為高頻扼流線 圈，阻止超聲波信號進入控制電路。 晶體管構(gòu)成的放大器要做到不失真地將信號電壓放大，就必須保證晶體管的發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。即應(yīng)該設(shè)置它的靜態(tài)工作點，偏置電路向晶體管提供的電流稱為偏置電流。對于高頻振蕩電路部分，若大功率管BU406無偏置電流輸入，將迅速停止振蕩。因為無直流偏置，霧化片（晶振）等效為電容，沒有放電回路，所以不工作。改變大功率管BU406的基極偏置電流，即改變BU406的基極電位，從而改變晶體管的靜態(tài)工作點。Q點不僅影響電路是否會產(chǎn)生失真，而且影響著電路幾乎所有的動態(tài)參數(shù)。 如圖336對靜態(tài)工作點分析：圖336 基本共射放大電路當(dāng)輸入信號Ui=0時，在晶體管的輸入回路中，靜態(tài)工作點即應(yīng)在晶體管的輸入特性曲線上，又應(yīng)滿足外電路的回路方程：uBE=VBBiBRb,與輸入回路相似，在晶體管的輸出回路中，靜態(tài)工作點既應(yīng)在IB=IBQ的那條輸出特性曲線上，又應(yīng)滿足外電路的回路方程：uCE=VccicRc。利用圖解法可求解靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù)。如圖337： 圖337 利用圖解法求解靜態(tài)工作點和電壓放大倍數(shù) 由圖337知在輸入回路中，若基極電阻Rb的數(shù)值不變，則直流電壓VBB的值越大，Q點愈高，|Au|將愈大。可見Q點的位置影響著放大電路的電壓放大能力。 振蕩器從振蕩的建立直到振蕩穩(wěn)定的過程。細分起來，包括起振、增幅振蕩和振蕩振幅穩(wěn)定這樣三個相互聯(lián)系的工作過程，如圖338：在起振和增幅振蕩的過程中，大功率管工作在放大區(qū)，故此時靜態(tài)工作點應(yīng)在合適的位置。增幅振蕩以后，振蕩振幅不會無止境的增長，因為晶體管是一個非線性器件，隨著振蕩振幅的增長，基極電壓ub=VBB+Ubcoswt擺動的幅度逐步加大，向正方向擺動將進入飽和區(qū)，向負方向擺動將進入截至區(qū)，即進入晶體管特性的非線性區(qū)。這時同樣的激勵電壓增長，集電極電流增長緩慢了，輸出振蕩振幅的增長速度減慢了，電壓放大倍數(shù)減小，直至最后ub擺動到飽和區(qū)和截止區(qū)，在AF=1的狀態(tài)下穩(wěn)定下來，形成了等幅的正弦振蕩。圖338 從振蕩的建立到穩(wěn)定的過程