振荡电路

充电完毕（放电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。

放电完毕（充电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。

充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。

放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。

在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫电磁振荡。

能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。一般由电阻、电感、电容等元件和电子器件所组成。由电感线圈l和电容器c相连而成的lc电路是最简单的一种振荡电路，也是一种不用外加激励就能自行产生交流信号输出的电路。它在电子科学技术领域中得到广泛地应用，如通信系统中发射机的载波振荡器、接收机中的本机振荡器、医疗仪器以及测量仪器中的信号源等。

振荡器的种类很多，按信号的波形来分，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。正弦波振荡器产生的波形非常接近于正弦波或余弦波，且振荡频率比较稳定；非正弦波振荡器产生的波形是非正弦的脉冲波形，如方波、矩形波、锯齿波等。非正弦振荡器的频率稳定度不高。

在正弦波振荡器中，主要有LC振荡电路、石英晶体振荡电路和RC振荡电路等几种。这几种电路，以石英晶体振荡器的频率最稳定，LC电路次之，RC电路最差。RC振荡器的工作频率较低，频率稳定度不高，但电路简单，频率变化范围大，常在低频段中应用。 在通信、广播、电视等设备中，振荡器正逐步实现集成化，这些集成化正弦波振荡器的工作原理、电路分析、设计方法等原则上与分立元件振荡电路相一致。由于集成电路的集成度愈来愈高，并在向系统功能发展，其内部电路日趋复杂，如果不从系统组成和单元电路原理这两方面同时着手，那是很难弄清某一集成芯片的，振荡器也不例外。

振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法由线圈在磁场中转动产生，只能由振荡电路产生。

振荡电路物理模型（即理想振荡电路）的满足条件：

①整个电路的电阻R=0（包括线圈、导线），从能量角度看没有其它形式的能向内能转化，即热损耗为零。

②电感线圈L集中了全部电路的电感，电容器C集中了全部电路的电容，无潜布电容存在。

③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波，是严格意义上的闭合电路，LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化，即便是电容器内产生的变化电场，线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场，向周围空间辐射电磁波。

正弦波振荡器在量测、自动控制、无线电通讯及遥控等许多领域有着广泛的应用。例如调整放大器时，我们用一个“正弦波信号发生器”合成一个频率和振幅均可以调整的正弦信号，作为放大器的输入电压，以便观察放大器输出电压的波形有没有失真，并且量测放大器的电压放大倍数和频率特性。这种正弦信号发生器就是一个正弦波振荡器。它在各种放大电路的调整测试中是一种基本的实验仪器。在无线电的发送和接收机中，经常用高频正弦信号作为音频信号的“载波”，对信号进行“调制”变换，以便于进行远距离的传输。高频振荡还可以直接作为加工的能源，例如焊接半导体器件引脚时使用的“超声波压焊机”，就是利用60KHz左右的正弦波（即超声波）作为焊接的“能源”。

那么一个正弦波振荡器为什么能够自己产生一个正弦波的振荡呢？它产生的正弦振荡又怎么能够满足我们所提出来一定频率和振幅的要求呢？最后，这个正弦振荡在外界干扰之下又怎么能够维持其确定的振荡频率和振幅呢？这些就是下面我们要讨论的基本问题。放大电路是典型的两端口网络，振荡电路是一个典型的单端口网络，只有一个射频信号的输出端口。从能量转化的角度来看射频放大电路和射频振荡电路都是直流电的能量转换到特定频率射频信号的能量。两者的区别就在于振荡电路没有射频信号的输入而放大电路必须有射频信号的输入。振荡电路的技术指标包括：出射频信号频率的准确度和稳定度；②输出射频信号振幅的准确性和稳定度；③输出射频信号的波形失真度；④射频信号输出端口的阻抗和最大输出功率。对于射频振荡电路的设计都需要按照上述技术指标进行。通常在射频信号源的参数中也可以找到上述技术指标。

振荡器通常可以分为反馈型振荡电路和负阻型振荡电路。

反馈型振荡电路是由含有两端口的射频晶体管两端口网络和一个反馈网络构成。如使用双极型晶体管或者场效应管构成的振荡电路采用在射频放大电路中引入正反馈网络和频率选择网络形成振荡电路。

负阻型振荡电路由射频负阻有源器件和频率选择网络构成，如使用雪崩二极管﹑隧道二极管﹑耿氏二极管等构成射频信号源。在负阻型振荡电路中通常不出现反馈网络，而反馈型振荡电路必须包含正反馈网络。因此，反馈网络是区分两种类型振荡电路的标志。通常反馈型振荡电路的工作频率为射频的中低端频段，负阻振荡电路的工作频率为射频的高端频段。负阻振荡电路更适合于工作在微波﹑毫米波等频率更高的频段。

本书为了帮助读者快速、有效地达到这一目的，从内容上作了如下安排，首先讲述振荡电路的基本原理和构成振荡电路的基本器件如分立件、晶振以及集成电路，使读者从器件和振荡理论两方面认识各种振荡电路。

《振荡电路的设计与应用》是“实用电子电路设计丛书”之一。《振荡电路的设计与应用》主要介绍振荡电路的设计与应用，内容包括基本振荡电路、RC方波振荡电路的设计、RC正弦波振荡电路的设计、高频LC振荡电路的设计、陶瓷与晶体振荡电路的设计，以及函数发生器的设计、电压控制振荡电路的设计、PLL频率合成器的设计、数字频率合成器的设计，等等。

LC振荡电路基尔霍夫定律

以LC并联电路为例，电容两端的电压V_C等于电感两端的电压V_L：

LC振荡电路微分方程

调换顺序并进行代换得到二阶微分方程