振荡器是一种产生正弦振荡的电子电路，称为正弦振荡器。它将来自直流电源的输入能量转换成特定频率且已知振幅的周期性波形的交流输出能量。振荡器的特征是保持交流输出。

下图显示了即使没有外部施加的输入信号也具有反馈信号的放大器。正弦波振荡器本质上是反馈放大器的一种形式，其中对电压增益A _v和反馈网络β提出了特殊要求。

考虑上面的图的反馈放大器，其中，所述反馈电压V _{F =βVO}电源在整个输入电压

$ V_i = V_f = \ beta V_0 = A_V \ beta V_i $ (1)

$ V_i = A_V \ beta V_i $或$(1-A_V \ beta)V_i = 0 $ (2)

如果要产生输出电压，则输入电压不能为零。因此，对于存在的_Vi ，方程(2)要求

$(1-A_V \ beta)= 0 $或$ A_V \ beta = 1 $ (3)

公式(3)被称为“巴克豪森准则” ，它阐明了振荡的两个基本要求-

• 放大器和反馈环路周围的电压增益(称为环路增益)必须为单位，或$ A_V \ beta = 1 $。

• $ V_i $和$ V_f $之间的相移(称为环路相移)必须为零。

如果满足这两个条件，上图的反馈放大器将一致地产生一个正弦输出波形。

现在让我们详细讨论一些典型的振荡器电路。

相移振荡器

跟随反馈电路的基本进展的振荡器电路是相移振荡器。下图显示了一个相移振荡器。对于振荡的要求是，环路增益(βA)应大于1，并且输入和输出之间的相移应为360 ^o 。

反馈从RC网络的输出返回到放大器输入。运算放大器级提供了初始的180度移位，而RC网络引入了额外的相移量。在特定频率下，网络引入的相移恰好为180度，因此环路将为360度，并且反馈电压与输入电压同相。

反馈网络中的RC级最少为3个，因为每个部分提供60度的相移。 RC振荡器非常适合音频频率范围，从几个周期到大约100 KHz。在较高的频率下，网络阻抗变得如此之低，以至于可能严重地给放大器加重，从而将其电压增益降低到所需的最小值以下，并且振荡将停止。

在低频下，负载效应通常不是问题，所需的大电阻和电容值很容易获得。使用基本网络分析，频率振荡可以表示为

$$ f = \ frac {1} {2 \ pi RC \ sqrt {6}} $$

维恩桥振荡器

实际的振荡器电路使用运算放大器和RC桥接电路，其振荡器频率由R和C组件设置。下图显示了维恩桥振荡器电路的基本版本。

注意基本的网桥连接。电阻器R ₁和R ₂以及电容器C ₁和C ₂构成频率调节元件，而电阻器R ₃和R ₄构成反馈路径的一部分。

在此应用中，电桥的输入电压(V _i )是放大器的输出电压，电桥的输出电压(V _o )被反馈到放大器的输入。忽略运算放大器输入和输出阻抗的负载效应，对桥式电路的分析结果为：

$$ \ frac {R_3} {R_4} = \ frac {R_1} {R_2} + \ frac {C_2} {C_1} $$

和

$$ f = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {R_1C_1R_2C_2}} $$

如果R ₁ = R ₂ = R且C ₁ = C ₂ = C，则得到的振荡器频率为

$$ f_o = \ frac {1} {2 \ pi RC} $$

哈特利振荡器

下图显示了Hartley振荡器。它是最常见的射频电路之一。它通常用作通信广播接收机中的本地振荡器。公共发射极连接中的双极结型晶体管是电压放大器，并由包含R ₁ ，R ₂ ，R _E的通用偏置电路偏置。发射极旁路电容(C _E )增加了该单晶体管级的电压增益。

收集器电路中的射频扼流圈(RFC)在RF频率下充当开路，并防止RF能量进入电源。振荡电路由L ₁ ，L ₂和C组成。振荡频率由L ₁ ，L ₂和C的值确定，并且由LC振荡电路的谐振频率下的振荡确定。该谐振频率表示为

$$ f_o = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {L_TC}} $$

只要负载较大且不影响振荡频率，就可以通过电容耦合从集电极获取输出信号。

压电

许多天然晶体物质都表现出压电特性，其中最重要的是石英，罗谢尔盐和电气石。当在这些材料上施加正弦电压时，它们会以所施加的电压频率振动。

另一方面，当这些材料被压缩并置于机械应变下振动时，它们会产生等效的正弦电压。因此，这些材料称为压电晶体。石英是最流行的压电晶体。

晶体振荡器

下图显示了晶体振荡器的电路图。

此处的晶体用作调谐电路。晶体的等效电路如下。

晶体振荡器具有两个谐振频率：串联谐振频率和并联谐振频率。

串联谐振频率

$$ f_s = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC}} $$

并联谐振频率

$$ f_p = \ frac {1} {2 \ pi \ sqrt {LC_T}} $$

由于C / Cm非常小，所以两个谐振频率几乎相同。在上图中，晶体被连接为以并联谐振模式工作。

电阻器R ₁ ，R ₂ ，R _E和晶体管一起形成放大电路。电阻器R ₁和R ₂提供电压稳定的DC偏置。电容器(C _E )提供发射极电阻(R _E )的AC旁路，而RFC为振荡器产生的频率提供高阻抗，因此它们不会进入电源线。

晶体与电容器C ₁和C ₂并联，并在其阻抗最大时允许从集电极到发射极的最大电压反馈。在其他频率下，晶体阻抗较低，因此产生的反馈太小而无法维持振荡。振荡器频率稳定在晶体的并联谐振频率。