正本清源——振荡器的起振机理

发表于 2015-7-23 08:46

这其实在任何一本正规的教科书中都有论述，在此仅就相关问题再次强调一下。

发表于 2015-7-23 08:57

一）线性考虑

对于一个含反馈的LTI系统，它的特征方程是

T = 1

注意，这是个有理复方程。

满足此方程的状态点分三类：1）衰减为零，2）发散至无穷，3）随遇平衡在某个非零有限状态下。

发表于 2015-7-23 09:08

二）非线性考虑

严格意义下的LTI系统是不存在的，而且就算是在LTI系统下所得的这三类状态也不能满足我们所要求的振荡器功能需要。所以，振荡器理论必须建立在非线性基础之上！

由于非线性理论相对复杂，因此一般教科书中仅用线性理论来近似地讨论振荡器的相关问题，那只是近似而已（这有点像是小信号分析）。

发表于 2015-7-23 09:19

在线性分析中，我们已经知道了随遇平衡（非稳定），它是衰减和发散的分水岭。

其实，在非线性系统中还存在着这两类平衡点：非零的非稳定平衡点（有别于随遇平衡）和稳定平衡点。关于非线性系统分析，建议去看看相关的教科书和论著。虽然一般意义下的非线性系统非常复杂，但是在一定约束条件下的非线性系统还是建立了相应的一套行之有效的理论，在此不作详细论述。

登录 · 发表于 2015-7-23 09:38

下面简单说一下所谓的振荡器起振的问题：

由前所述，系统若存在着非稳定的平衡点，且其状态恰好就处在这个平衡点上，那么下一步系统该如何变化就是个问题。这里必须引入两个东西：1）偏移，2）扰动。

我们知道，现实世界是由我们所并不完全掌握的各种现象所综合而成的，我们的所有理论都是建立在近似或忽略细节的基础之上的（虽然逻辑上必须满足自洽）。我们所建立起来的那套线性和非线性理论，同样没有摆脱理论的这个特点，最起码的扰动就没有考虑进去。由于扰动相对于信号而言通常可以忽略，所以除非是考虑起振问题，否则扰动将被忽略。

既然这里谈到了振荡器的起振，那么就看看有哪些因素导致了振荡器的起振。先给幅图：

发表于 2015-7-23 09:46

上图给出了一个关于非稳定平衡点的形象描述，其中偏移和内部扰动是两个振荡器内部导致起振的因素，而外部扰动来自振荡器之外。无论是来自内部还是来自外部，当振荡器起振且信号幅度达到可以忽略扰动的程度后，系统的运行轨迹将由其自身的特性（特征方程）决定！

登录 · 发表于 2015-7-23 10:06

最后，说一下那个“新理论”：

关于广义S参数那一套，没有摆脱基尔霍夫电路理论那套基础，所以根本不能算是什么“新理论”。其实先前早有人使用了那套方法（注意不是新理论），那是从《射频与微波》中S参数那套借鉴过来的。此外，负阻也并不是什么“新理论”，这个在教科书中有详细表述。

“新理论”中，引人注目的其实是只有一个——独立源。振荡器中还存在着一个独立源（注意，不是扰动），这绝对是胡说八道！

给个图：

登录 · 发表于 2015-7-23 10:07

那么，这又是什么呢？

发表于 2015-7-23 10:08

关于那个负阻“调一调”的问题，这里就不说了，荒唐至极！

发表于 2015-7-23 10:25

关于那个“新理论”，给个引：

https://bbs.21ic.com/icview-1011362-1-1.html

相关的还有一系列帖子，感兴趣者可以自己找一下。在此就不一一引了。

发表于 2015-7-23 13:20

HWM 发表于 2015-7-23 10:08
关于那个负阻“调一调”的问题，这里就不说了，荒唐至极！

可见肤浅。
你“这里就不说了”，你能说出什么来，一点实际概念都没有。

发表于 2015-7-23 13:35

jz0095 发表于 2015-7-23 13:20
可见肤浅。
你“这里就不说了”，你能说出什么来，一点实际概念都没有。 ...

是不是还要将那个“一边看着示波器，一边用手调电位器”的那个帖子（其实是一段对话）亮出来看看？

发表于 2015-7-23 14:21

HWM 发表于 2015-7-23 13:35
是不是还要将那个“一边看着示波器，一边用手调电位器”的那个帖子（其实是一段对话）亮出来看看？
...

来啊，亮亮吧。那是你的理解，我都没好意思说太初级了，连个等效的概念都理解不到。

发表于 2015-7-23 14:56

jz0095 发表于 2015-7-23 14:21
来啊，亮亮吧。那是你的理解，我都没好意思说太初级了，连个等效的概念都理解不到。 ...

那好，就亮一下：

为了增加大家对S’的认识和对相关讨论内容深度有个适当的评估，这里晒一下我87年前后搞过的一个电路：混合集成电路VHF宽带中功率推挽放大模块。

看点：1.用50欧测量系统测量元件参数，实现75欧系统结果，其中需用S’参数转换；2.构建电路矩阵及参数转换；3.仿真与实现的对比。
......

左右乘个对角阵而已....

还是说说那“电位器”吧，这比较好奇。

这个S参数的阻抗转换，实在是太基础的东西，基本是一句话就解决的事情。这里把话题引入到了另一个问题，这或许有点意思。

哪个电位器，是可变等效源的吗？如果是，那是仿真的一个等效思路，有助对原理和仿真步骤的理解。

这么快就忘了？

就是那什么“电位器”。既然是电位器（即可变电阻），那就得变，我的疑问是

如何变，包括自变量（who）和关系（R(.)）。也就是谁令它变了，如何变？。表为

R(who)?

电位器对应于R01（不用细说了吧），是自变量，仿真中改参数不就得了？R01改变导致了S'对应公式中对应参数的改变，导致结果改变。在此过程中，网络的元件参数始终没有改变。
......
实际电路，手工也能变，把它视为等效源的元件就行了，你刚上完戴维南等效源的课，这就是应用。

噢，原来这么玩的...

能否这么理解，“振荡器”前坐着个人，眼睛看着示波器（输出），用手不断地调节那个“电位器”啊？

那若不调（即所有的器件参数都不变），增益变否？

......
若不调，增益就不变。
......

“若不调，增益就不变”

就要这句，够了，结案！

不好意思，麻烦你了，再见！

摘自：https://bbs.21ic.com/icview-658074-1-1.html

发表于 2015-7-23 15:41

HWM 发表于 2015-7-23 14:56
那好，就亮一下：

举电位器的例子是帮助你理解动态源内阻的概念，你还真以为是要调电位器啊。
有一个R01值（不变），就对应于一个增益；有连续的R01变化，就有一条连续变化的增益曲线。这就是静与动的关系。
R01对应的反电势等效电阻在起振中是自生自灭的，根本不需要人为的介入。这些道理对你来说应该不难，只要你肯往这个方向全面思考。

发表于 2015-7-23 15:50

jz0095 发表于 2015-7-23 15:41
举电位器的例子是帮助你理解动态源内阻的概念，你还真以为是要调电位器啊。
有一个R01值（不变），就对应 ...

R01对应的反电势等效电阻在起振中是自生自灭的，根本不需要人为的介入。这些道理对你来说应该不难，只要你肯往这个方向全面思考。

没必要再多说了，除非你能自圆其说！

不好意思，麻烦你了，再见！

发表于 2015-7-23 16:22

HWM 发表于 2015-7-23 15:50
没必要再多说了，除非你能自圆其说！

“R01对应的反电势等效电阻在起振中是自生自灭的”，当然！我在新帖中已经说明了。你看了吗？
如果看过，你的反对观点是什么？

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