打印

振荡器线性原理之新分析

[复制链接]
楼主: jz0095
手机看帖
扫描二维码
随时随地手机跟帖
141
jz0095|  楼主 | 2013-6-29 20:32 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览
本帖最后由 jz0095 于 2013-6-29 21:04 编辑

既然现有理论经不住检验,各位不妨持开放的思维来看待我挑战现有理论的“歪理邪说”。


要讲解起振中能量增长的机理,就不能不涉及电感的反电动势e。
在起振过程中,只要谐振电流在连续地增长,就存在连续的电感反电动势e。e来自电感电流iL的变化,稳态有稳态的e,瞬态有瞬态的e。此处的“稳态”,均指交流(AC)的稳态;“瞬态”指,针对交流稳态发生变化的状态。
e= -L∙diL/dt。这里的e均指瞬态的反电动势。瞬态e是电流有增量的产物。
下面将分段介绍e功能的分析和等效方法。分段标记为e-1,e-2 …。

e-1 起振中能量增长的原理 (电路增益>1是能量增长的条件,此帖不谈增益的变化)
图1是一个开关控制的起振输出包络。a-c是瞬态包络,包络中的振荡频率为10MHz,a-c用时约100μS,其中包含约1000个周期,包络是电压峰值的联线。瞬态包络间接显示了谐振电流被连续循环放大的事实。
图1   开关控制的振荡包络

图2  CC振荡器原理图
图2是CC(共集电极组态)振荡器原理图,是本文分析的原型电路。Zin是将L开路下有源电路的输入阻抗,Zin=Rin-jXc。Rin<0,是Zin的实部;Zin的虚部是一个等效电容C的容抗,C是C1、C2、电路其他电容的组合,C将与L构成有源谐振电路,产生并联谐振。谐振中谐振电流的增量来自发射极电流ie的部分电流ie’,ie’从发射极节点注入电容支路,形成谐振回路电流 i 的增量,di。上述有源谐振电路等效原理图见图3。

图3  有源LC并联谐振电路原理图
图3是图2的简化原理图,电容C等于C1与C2的串联(忽略其他容性影响,也忽略了基极电流ib);di来自图2部分射极电流ie’,由C1、C2的连接点注入,是电容支路电流iC的增量。di存在的条件是,晶体管器件具有放大能力。图中谐振电压的方向定为:由并联的信号端指向地;电感、电容支路电流的方向,按习惯,从电压的正向端指向元件的另一端。i是回路谐振电流,设定方向如图所示。di是在i基础上放大的增量。具有同向分量是存在增量的条件,为简化分析,认为di与i同向。“同向”意味着,在 i 波形的正、负半周任一时刻,di与  i 同时刻的极性相同。即,在极坐标上,i 矢量箭头上同向迭加有di矢量,两者都以ω同步旋转,合成矢量的模随ω螺旋式增长,直到稳态。

图4是“孤立分析模式”的示意图。

图4 “孤立分析模式”示意图
孤立分析模式要,
·    提取瞬态包络中的一个周期;
·    取一个dt时段分析,将dt标记为:dt1=t1-t0,t0为起始时刻,t1为终止时刻;(请注意区分时段时刻
·    起始时刻t0的量为稳态量;终止时刻t1的量为变量(增量),即变化只发生在终止时刻。
·    将dt1时段按稳态增量态作出对应的稳态量曲线和增量曲线。
图4中,u、iC、iL分别是稳态的电压、电容电流、电感电流曲线,是dt1时段状态扩展到全周期的稳态曲线。以u为参考,iC领先u 90°,iL滞后u 90°,iC与iL幅度相同,相位相反;u’、iC’、iL’分别是对应的增量态曲线。两种曲线都从t0的稳态量开始变化,稳态量按稳态规律变化,增量按增量态规律变化。
iL与iC幅度相同、方向相反,表示两个电流为谐振交换电流。
在图3规定下,iL=i。
按谐振规律,与稳态iC对应的有稳态谐振的iL;与经过放大的iC’对应的,如果没有外力,将存在谐振电流 iL’,iL’的增量与iC’的增量相同,都是|di|。
图4中,如果在dt1时段电流都有变化,与电流变化相对应(↔)的电压变化将有:iC(dt1)↔du(dt1)、iL’(dt1)↔du’(dt1)。
du(dt1)是dt1时段与稳态iC变化对应的稳态电压变化。iL’(dt1)和du’(dt1)是在di作用下,如果在t1时刻存在iL’(t1),dt1时段电感的电流和电压的增量变化。
[注:*(dt1)表示的是确定时段的一段曲线关系;*(t1)表示的是确定时刻的一个数值。]
iL’(t1)和u’(t1)时刻的幅度将如图中各自的箭头所指。du’的变化量|du’|>|du|,是因为|iL’(dt1)|>|iL(dt1)|,两个电流的差为|di|。
在t1时刻还将有电感支路的对应关系:|di(t1)|↔|∆u(t1)|。|∆u(t1)|=|u’(t1)-u(t1)|,条件是,如果不存在e时,则存在着iL’(t1)和与其相伴的u’(t1)。
但是,电感存在e,e的特性不允许iL’在t1突变,即iL’(t1)瞬间不存在。阻止电感电流由iL(t1)变为iL’(t1)的是电感的反电动势e, e的方向与di的相反;与e对应的压降有ue,ue=-e。如果将e比作电池推动正电荷移动的电动势,ue就是电动势的端口开路电压。ue与di同向,ue因此也与稳态回路电流 i 同向
ue的作用是抵制图4中|∆u|的产生,因为|∆u|是iL’(t1)和u’(t1)存在的结果。ue(t1)的幅度|ue(t1)|与|di/dt|有关,并不一定等于|∆u|;同时由于存在并联电容C,C的电压不允许突变,ueC的合成贡献将更倾向于使电压维持在t1时刻稳态的u(t1)
因此,在t1时刻,各实际量将如图4中3个圆点状态所示:上圆点-电压维持稳态不变;中圆点- iL维持稳态量不变;下圆点- iC’(t1),即,iC(t1)幅度增加了|di|(粗略的说法,因为瞬态中,C1、C2中的电流未必相等)。
根据电感的特性,dt1时段,电感的e 、ue 维持了电感电流iL(t1)没有突变,即维持了稳态的回路电流i不变。电感反电动势e这一维持电流不变的特性可以等效为一个e的电阻re
re=ue / i              (1)
re是t1时刻瞬态电压ue(t1)与稳态电流i(t1)之比,re≥0。式(1)中没有标记时刻t1,意味着是对时间通用的公式。
分析至此,有如下结论
·    e的ue维持了电感电流在t1瞬间不变,对阻止稳态谐振电压的额外变化(例如:下降)有所贡献
·    在t1,电感的储能(L∙iL2/2)没变;
·    在t1,iC’的增量未引起谐振电压应有的下降,导致了电容储能(C∙u2/2)增加;(u2的增加与u的极性无关)
·    电容增加的能量将通过谐振延时转移给电感,使得总谐振能量逐渐增加。稳态时,电感、电容储能将相等,两支路电流将相同。
·    re是客观存在的,它承载了ue的压降,瞬间维持了电感的稳态电流,反映了e稳定电感原始电流的功能和能力
以上是用孤立分析模式对e在连续电流增量激励下功能的分析,即,e是如何与其他电量互动,谐振器储能是如何增加的,并在此基础上建立了e的等效电路,re。(re就是去年帖子里的Zere突出了谐振下电量的含义)。

使用特权

评论回复
142
maychang| | 2013-6-30 16:10 | 只看该作者
看不出哪里“挑战现有理论”了,也看不出“现有理论经不住检验”在何处。

使用特权

评论回复
143
jz0095|  楼主 | 2013-6-30 19:01 | 只看该作者
maychang 发表于 2013-6-30 16:10
看不出哪里“挑战现有理论”了,也看不出“现有理论经不住检验”在何处。 ...

xukun977, 你对maychang的说法怎么看?

使用特权

评论回复
144
_wz| | 2013-6-30 21:37 | 只看该作者
原来,看中国的方快字也让我如此心烦。还伴随着头疼。
这是怎么了?

使用特权

评论回复
145
6398| | 2013-6-30 23:41 | 只看该作者
嗯,看来Lz在振荡电路的问题上,下了很大的功夫。
当然了,本人并没有仔细看。只想谈谈自己的两点看法。
1,三极管类的LC振荡电路,小信号电路的(要将闭合的回路断开)传递函数,相位为0的频率就是振荡频率。振荡信号的幅度由电源电压和三极管的饱和电压决定,或近似地认为就电源电压的摆动幅度。至于所谓的损耗问题,则是由LC的ESR决定,这会影响振荡频率,但不会不起振。起振的原理是噪音也好,上电时的谐波成分也罢,只要小信号传递函数的增益,在相位为0时,大于1,则必定起振,没有什么可怀疑的。而稳定的幅度,基本取决于电源电压。当然这是本人的看法,和教科书完全不同,因为教科书压根就不谈论这个问题,可能是他们还意识不到这个问题吧。
2,对于文士RC振荡电路,有一种通常都会使用的稳幅方法,即并联2个二极管,这个两个二极管起到的是负反馈作用,既如果增益大于1,那么二极管会使得增益小于1,反之亦然,故而使得输出电压稳定。这个道理貌似教科书的作者国产的依然不懂。
最后需要指出的就是,所有的RLC器件都精度有限,无法保证任何情况下都满足AF=1,但起振没有问题,关键是稳幅的问题。应该就是上面说得两种情况。
当然了,这里只是简单地说明了振荡原理,没有设计细节问题。当然这不重要。
关于如何断开闭合回路的问题,要保证没有负载效应。
个人看法,不一定都对,但可以讨论,谢谢大家。

使用特权

评论回复
146
maychang| | 2013-6-30 23:50 | 只看该作者
电子线路·非线性部分(第四版)-谢嘉奎.rar (23.28 MB)
第151页开始。

使用特权

评论回复
147
jz0095|  楼主 | 2013-7-1 11:13 | 只看该作者
先回复maychang, xukun977, 6398的最新帖子。
maychang的资料我下载了,但解压出错,无法看到。资料看来是涉及非线性的,而我的着眼点是填补现有线性理论的缺陷,不涉及非线性。
.
xukun977说的几种方法是存在的。一个理论如果是正确的,就需要经得起各种方法的检验。对于电子技术,单一的方式,比如仅对公式或者工作过程的解释都是不完整的,不算彻底理解,不能令人信服理论。有可能的话,应该尽量达到彻底。另外,结论可以是简单的,分析过程可能并不简单。
.
6398没有看全我的观点。在我看来,现有线性理论有很多缺陷,罗列起来,
  • 1. 对公式解释的多,缺少电路工作原理的解释。如果有工作过程的物理解释,就会发现会有很多过不去的坎,对反馈振荡器和负阻振荡器都有过不去的坎。这是工作原理解释少的原因之一。我以前说到过这些坎。
  • 2. 振荡器起振是个“过程”,起振条件分析仅是“过程”中的一个“事件”;过程是由众多事件构成的。过程不光有起振,还有幅度的增长,增长速率的变化,振荡进入稳态,等等。不能合理地解释各个环节及其中的联系和平滑过渡,就不能算真正理解原理;解释不了这些现象的理论就不能算正确、或者完整的理论。
  • 3. 我把对过程的分析称为“动态分析”,对事件的分析称为“静态分析”。静态分析指,仅对单一公式的分析。显然,单一公式的分析是难以得到动态结果的。
  • 4. 定性地说,大家熟悉的线性正反馈分析法、Barkhausen判据、Nyquist零极点稳定性判别法、S参数稳定性分析法等,都不是完整的振荡器分析,而是“不稳定放大器分析”。它们只建立起放大器的不稳定条件,建立有效的起振条件,并没有继续分析线性下振荡是如何达到稳态的;而是认为,不存在线性振荡,将稳态原理切换到非线性的增益压缩,认为完整的起振过程只能由线性和非线性组合的原理来解释。
  • 5. 因此,存不存在线性振荡的事实、如何认定线性振荡的标准,就是需要确认的事情。对此,我已举例说明存在“渐近的线性”。存不存在理想线性的原理,渐近的线性与理想的线性是什么关系?我认为存在理想线性的原理,其合理性可以类比线性放大器原理有限线性放大器之间的关系。
  • 6. 证明线性起振的过程是个动态分析的过程,其中涉及多个不常见的概念或原理。例如,新的双端口振荡器模型、动态内部信号源、动态源内阻、广义散射参数算法、振荡器的增益、线性增益的变化)、非线性的判据、振荡器的判据、电感反电势等效电阻re,等等。
.
总之,结论可以是简单的,证明过程可以是不简单的,需要有经得起现象检验的电路原理的解释。“圆说”,是我想要达到的目标,不是几个帖子可以说清的。

使用特权

评论回复
148
maychang| | 2013-7-1 11:54 | 只看该作者
jz0095 发表于 2013-7-1 11:13
先回复maychang, xukun977, 6398的最新帖子。maychang的资料我下载了,但解压出错,无法看到。资料看来是涉 ...

试了一下,下载后可以正确解压,没有问题。可能是你下载过程中传输错误,请重试。

部分内容我贴在这里:






使用特权

评论回复
149
6398| | 2013-7-1 13:19 | 只看该作者
嗯,大致看了一下,关于你说的 “如果有扰动使R01< R01(1) (线性增益等于1时的R01),谐振能量就高于稳态值,增益就低于1。但是此低增益不能维持此高能量,结果导致能量降低、增益升高、R01升高,状态恢复到稳态。如果扰动使得R01>R01(1),谐振能量就低于稳态,增益就高于1,能量在高增益下就增加、 R01 降低,状态将恢复到稳态。”
谈谈我的看法如下:
当然本人不谈论能量转化的问题,因为自己振荡的能量来源于电源,而电路则是实现了振荡的条件,即AF=1。当然这包括起振,和稳幅问题。
我认为,电路的振荡,取决于电路的特性,即定量计算时,需要开环的传递函数,相位为0的频率就是振荡频率。为能起振,就必须在振荡频率的穿函增益大于1,如此即可起振。当然这是小信号特性,与实际情况相差较大,毕竟实际电路是非线性电路,但实际的振荡频率与小信号计算出来的振荡频率接近。至于稳幅的问题,还是由电路的非线性决定,例如电源电压的限制或特殊设计的反馈稳幅电路。
对于三极管的LC振荡电路,对于某频率信号,相位为0,而且增益大于1,所以上电时,就会逐步增大,而且同相,但不会超过电源电压,然而小信号的电路对于输出是无限增大的,所以就是现实的电源电压限制而导致输出的稳幅。这里不得不说的是,LC的选频作用,使得输出不可能输出变化率无限大的输出电压,而是LC的滤波作用导致,只能是此频率的信号出现自己振荡,而且就是近似为电源电压的幅度。
或简单地来说,任何一个电路,只要能满足AF〉1,则一定会振荡,而且受制于电源电压的限制可以稳定。
对于使用二极管并联的负反馈作用的保证AF=1的电路,或也可以使用稳压管来稳幅,道理和三极管的LC振荡电路不同,负反馈机制可以保证AF〉1使,导致AF《1,反之亦然。因为相位为0,所以这样写没有问题。
个人看法,欢迎讨论。

使用特权

评论回复
150
jz0095|  楼主 | 2013-7-1 17:32 | 只看该作者
回maychang,我还是打不开压缩文件,好在有此文件的图片教程:http://www.docin.com/p-466777373.html
摘出有关图来。
评论如下:
  • 第一行的两图是闭环反馈振荡器的幅频特性。只有定性分析,没有公式说明动态变化的原理。另外,作为负阻网络,相频特性是错的。正反馈和负反馈的相位应该有区别。
  • 第二行两图,如果右图是左图的等效电路,等效图就是错的。好像非得等效到接地才能分析。
  • 第三行图开路分析的问题是,当断开电路后,向两边看入的阻抗、参数将与闭合的不同。闭合时电路内部会有负阻,断开后可能就没有负阻特性了。
  • 第四行图,根据该图建立了公式。公式是电流之和=0。先不说其原型电路是怎样的,既使geLC提供的是信号增量电流,这种对负阻的认识也是有问题的。我的观点,负阻不提供信号电流或电压,它只抵消电路的损耗,在一定阻值范围内使电路具有放大能力。信号靠电路的放大能力增长,在有输入的条件下器件提供放大了的输出,没有输入,器件不会产生输出。ge的信号源在哪里?信号源的内阻是什么?线性下,内阻会变吗?线性下,增益会变吗?等等。
此类分析与动态分析相比还是属于起振条件的“事件”分析。我没有作反馈振荡器的起振包络图。如果它同我给出的CC振荡器包络图相似,此类分析能给出与我对包络分析相当的结果吗?或者给出更好的结果?
.
6398,本帖上面的内容也供你参考。我在199楼说过,我要作的是动态分析,而且是线性分析,即从起振到稳态都是线性的分析。这种分析是现有理论没有的,原因在199楼里提到过。
你说的“电源电压限制而导致输出的稳幅”,我觉得不一定。例如,一个10mAVce=2.8V(Ve=2.2V)偏置的CC振荡器,5V供电,在50欧上输出10dBm时,信号峰值为1V,输出没有受到电源的限制;当降低偏置电流后,输出幅度受电源限制就更小。

使用特权

评论回复
151
6398| | 2013-7-1 19:21 | 只看该作者
jz0095 发表于 2013-7-1 17:32
回maychang,我还是打不开压缩文件,好在有此文件的图片教程:http://www.docin.com/p-466777373.html
摘出 ...

我这里说的受制于电源电压,同偏置有关,减去Vceq就是振荡的摆动幅度。跟偏执电流当然有关。

使用特权

评论回复
152
6398| | 2013-7-1 19:33 | 只看该作者
事实上,本人对于振荡电路的计算有自己的一套方法,这里就不说明了。很遗憾,和那本书的方法,是完全不一样的,而且有一个实例,我们的振荡条件的结果也完全不同,当然了,这里也不作深入说明了,但我相信自己的结论,毕竟经过实践的检验。
在我的方法里,没有能量和负阻的概念,一切都是用开环传递函数计算,相位为0的频率就是振荡频率。
依然令人遗憾的是,在本人的方法里,不存在负载扰动一说,因为即使电路的参数发生变化,大大的变化也没有关系,只要AF〉1即可,所以那本书里的关于相位变化或所谓扰动的说法,在本人的方法中压根就不存在,即根本就不是个问题。
显然,你说的对,事实上很多年以前,我也早就意识到这个问题了,关于振荡电路的振荡问题,其实人们并没有真正搞清清楚其机理,至少书本里说的不足以令人信服。

使用特权

评论回复
153
6398| | 2013-7-1 20:40 | 只看该作者
xukun977 发表于 2013-7-1 20:14
自己的一套方法?说来听听?
如果是计算个传递函数,什么虚部为零计算出振荡频率,然后增益大于1计算出起 ...

哪有你说的这末简单!
属于专利性质的东西,与你无法告知。
但你能明白这个道理,也算上面没白说!

使用特权

评论回复
154
jz0095|  楼主 | 2013-7-1 21:02 | 只看该作者
6398, 负阻可是能实实在在测到、仿真到的,你可能要重新考虑一下你的理论了,既便你**使用开环分析。

使用特权

评论回复
155
jz0095|  楼主 | 2013-7-2 17:24 | 只看该作者
现有理论哪里经不住检验了
在187楼实验帖的尾部补充了总结说明。

使用特权

评论回复
156
jz0095|  楼主 | 2013-7-4 19:39 | 只看该作者
现有理论经不起检验,对负阻片面的认识是主要的原因。其次,没从本质上理解振荡器电路原理,片面地从外部形态上认定振荡器是“单端口”电路,从而建立单端口振荡器模型,等效电路不合理,用放大器特性来描述振荡器,等等,都是导致现有理论缺陷的原因。因此,需要尽量全面地了解负阻的特性,并且要改变一些错误的概念。
下面归纳三个动态仿真揭示的含负阻的双端口网络特性。
1. 标准S参数的仿真(9)(180楼公式-1

1.
这是9楼“内含负阻的双端口谐振网络”S参数仿真,是S’参数仿真的特例(R01=R02=R0)。下方三个图分别是,(a) Rnet>0的“放大器”特性,(b) Rnet<0的振荡器电路特性(如果Rnet可以稳定),(c) Rnet=0无穷增益放大器特性。
Z双端口网络中的Z是左边串联谐振网络在谐振时的等效电阻,Z可以>0<0=0
Z网络的公式在180楼有说明。公式是Z网络的S参数,该公式直观地表达了负阻网络谐振时的动态特性,其中Rnet=Z+2R0
Z=0Rnet=2R0)时,|S21|=1
Z>0Rnet>2R0)时,|S21|<1
Z=-2R0Rnet=0)时,|S21|=∞
Z=-4R0Rnet=-2R0)时,|S21|=1
Z<-4R0Rnet<-2R0)时,|S21|<1
-2R0<Z<0Rnet>0)时,|S21|>1;
-4R0<Z<-2R0Rnet<0)时,|S21|>1
2. 广义散射参数S’的动态仿真(23

2.
这是23楼动态R01模型仿真,可以将其视为含有负阻的放大器仿真,是S’参数仿真。曲线是R01变化导致的增益变化,也是回路净阻Rnet变化导致的增益变化。
3. 负阻电路的仿真

3.
这是将CC振荡器作为放大器的仿真。仿真时,将接地电感对地开路,将开路端作为放大器的输入端进行仿真。源阻抗R01是动态的。以前说过,该电路的有源电路输入阻抗Zin具有负阻实部,即Re(Zin)<0。中曲线图是增益趋于无穷,条件是输入回路Rnet=0;右曲线是单位增益,群延时GD<0,该状态发生在输入回路Rnet<0区域。
以上三个仿真揭示了,以回路净阻Rnet表达的仿真,尽管电路结构有别,它们的特性却是相同的。第12个仿真是贯通输入、输出大回路的净阻,第3个是输入回路的净阻各净阻对增益影响的规律是相同的。即,Rnet=0是无穷增益的条件;|Rnet|越大,增益就越小,包括在Rnet<0区域,等等,见1的仿真结论。这说明,Rnet表达的增益特性具有一定的通用性

使用特权

评论回复
157
jz0095|  楼主 | 2013-7-5 05:43 | 只看该作者
Z表达的S参数是根据S参数的定义推导出的,这是常用的方法,见下。

使用特权

评论回复
158
jz0095|  楼主 | 2013-7-5 05:50 | 只看该作者
有问题欢迎提问。
xukun977,“两种表示方法所给出起振条件貌似不同吧?”具体指什么?

使用特权

评论回复
159
jz0095|  楼主 | 2013-7-6 07:48 | 只看该作者
需要澄清、重视的概念
.
双端口网络的负阻
209楼三个仿真都是针对双端口负阻网络的仿真,负阻因此对传输增益有贡献。晶体管是双端口器件,不论何种应用,没有输入控制,它就不产生输出。这意味着,前面揭示的负阻网络特性也适用于双端口器件的振荡器。这种振荡器应该作为双端口电路模型处理,应该具有传输增益。现有单端口振荡器模型在原理上是有缺陷的。
.
有源器件与负阻
有源器件,指具有放大能力的有源器件。
209楼图1(a)负阻网络仿真特性(有限增益,负斜率相位曲线,正阻端口阻抗)可以联想到,具有相同的电路特性,放大器是含有负阻的。当阻值适当,器件的负阻是具有与有耗电阻相反功能的等效电阻。
负阻可以是隐性的,也可以是显性的。器件负阻功能的释放会受到外部电路的控制,例如放大倍数会受到控制,器件端口阻抗会呈现出正阻或者负阻。实践中,负反馈电路一般产生正阻端口阻抗;相反的,负阻端口阻抗将由正反馈电路产生。但是,并不是任何深度的正反馈都可以使端口呈现出负阻。
一个“有源器件具有负阻”的反证:任意组合的无源网络,无论如何也不可能具有放大能力,不可能无中生有地呈现出负阻。
.
负阻不产生信号
没有输入信号,放大器将空有放大能力,无法呈现放大功能。这是“负阻不产生信号”的一个证明
同理,在振荡器中,没有输入信号,器件也不会有输出。即,振荡器中的负阻同样不产生信号。
现有理论(NRO)是建立在负阻产生信号的原理上的,原理因此有缺陷。
放大器有不外露的负阻,没有外部输入信号驱动,就没有输出;CC振荡器有源电路Zin有外露负阻,端接非谐振电感元件,该元件上就没有信号电压,电路也没有输出。这些都是负阻不产生信号的证明。有谐振电感产生的输出,即振荡器的输出,会掩盖负阻不产生信号的原理。
.
现有振荡器理论的矛盾

现有理论振荡器模型认为,输入信号是由反馈产生的,那产生反馈信号的原始输入来自哪里?来自噪声?那噪声是外来的,还是系统固有的?如果承认是外来的,那么模型就需要有外部信号输入端;如果是固有的,那模型就是非线性的(见115117楼说明)。现有模型的矛盾在于,既没有外部信号输入端,又称系统是线性的,称起振分析是线性分析。
矛盾来自于缺乏本质性的分析。
.
增益变化与线性
本帖的仿真都是用线性仿真软件进行的线性仿真
“系统增益是置端(termination)的函数”,这一原理在S’21(R01)线性仿真中已有清楚的体现。这种由置端变化引起增益变化的原理,与非线性并不存在着必然的联系。
同一个放大器,在50欧系统和75欧系统中的增益是不同的,放大器在两个系统中仍然可以都是线性的。增益不同的起因是衡量的参考改变了,如同用公制和英制称同一物体的重量,物体没变,重量的读数改变了。因此,并不能因为参考改变导致了增益的改变,就认为电路一定出现了非线性。判断电路是否是线性,要用是否出现了“达标的”非线性产物来衡量。
常见的非线性情况是,一个线性放大器在固定置端下,其增益的变化将由高输入、输出幅度引起,即由器件的非线性引起。
以上说明,电路的线性与否,应该由电路非线性产物是否达标来判定。这应该是固定和非固定置端电路线性度的判据,也应该是振荡是否为线性的判据。
思考:如果没有“线性下的增益变化”,如何解释线性仿真出现的增益变化?
.
线性振荡器原理存在的合理性
实践中可以得到谐波产物为-30dBc-40dBc…-60dBc渐近线性的原始振荡,因此有理由设想,渐近线性的极限是线性,线性极限应该存在一个理想的线性原理。尽管该原理难以被全部证实,这个设想的合理性也可以类比于“放大器的线性原理与其实践中有限线性关系”的合理性。
.
线性振荡器理论的意义
一是揭示起振过程中的原理;二是根据渐近线性、或者是渐近非线性的事实,在线性理论和非线性理论间搭起平滑过渡的桥梁。“桥梁”跨越的是正负阻重叠的区域,是不稳定现象发生的区域,该区域水深、油大。

使用特权

评论回复
160
6398| | 2013-7-6 12:20 | 只看该作者
本帖最后由 6398 于 2013-7-6 12:33 编辑

其实,如图所示:
根据这个公式,可以看到,其实并不需要在哪里断开,而是在Vo的作用下,产生了另一个Vo,但增益要大于1,并且相位为0,那么就可以自己振荡了。


因此对于任何振荡电路来说,小信号其实是发散振荡,而对应于现实的电路,就发生了等幅度的自己振荡。道理是可以被说明的,但教科书之类的,对于这个问题没有任何说明,所以其方法就很难说是对的。建立如此之认识,很有必要,这个是本人的个人看法!

使用特权

评论回复
发新帖 我要提问
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则