多谐振荡器如何成功起振？

摘要： 多谐振荡器的基本原理多谐振荡器是一种自激振荡器，它由两个互相耦合的放大器组成，每个放大器都具有正反馈回路，通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止，从而产生自激振荡，其基本结构示意...

多谐振荡器的基本原理

多谐振荡器是一种自激振荡器，它由两个互相耦合的放大器组成，每个放大器都具有正反馈回路，通过阻容耦合使两个电子器件交替导通与截止，从而产生自激振荡，其基本结构示意图如下：

起振条件

1、相位条件：在闭环系统中，信号经过一个周期的循环后，其相位变化必须是360°的整数倍，即满足\(\sum_{i = 1}^{n}\varphi_{i}=2k\pi\)，\(k = 0,1,2,\cdots\)，对于多谐振荡器，通常要求在某一频率下，反馈信号与输入信号同相，以保证振荡能够持续进行。

2、幅值条件：反馈到输入端的信号幅值必须等于或大于原输入信号的幅值，即\(|\dot{X}_{f}| \geq |\dot{X}_{i}|\)，在起振阶段，需要有一定的扰动信号，当满足幅值条件时，振荡幅度会逐渐增大，最终达到稳定状态。

常见类型的多谐振荡器起振过程

1、三极管型多谐振荡器：以典型的三极管型多谐振荡器为例，电路中两个三极管VT1、VT2的发射极接地，基极、集电极通过电容C1、C2交叉连接，R2、R3分别是VT1、VT2的基极偏置电阻，R1、R4分别是VT1、VT2的集电极负载电阻。

假设电源接通瞬间，由于元器件参数误差等原因，VT1先导通，VT2截止，C1所充的电压通过VT1的集电极和发射极、R2构成的回路放电；电源VCC通过R4、C2、VT1的发射结构成充电回路为C2充电，充电极性为左负、右正，当C1放电结束后，VCC继续通过R2、C1、VT1的集电极、发射极构成的回路充电，充电极性为左负、右正，当C1右端电压达到0.7V后，VT2开始导通。

VT2导通后，C2两端电压通过VT2的集电极、发射极使VT1因发射结反偏迅速截止，电路翻转进入另一个暂稳态，即VT2导通、VT1截止，C2所充的电压通过VT2的集电极、发射极、R3构成的回路放电；电源VCC通过R1、C1、VT2的发射结构成充电回路为C1充电，充电极性为左正、右负，当C2放电结束后，VCC继续通过R1、C1、VT2的发射结构成充电回路充电，充电极性为左正、右负，当C2左端电压达到0.7V后，VT1开始导通，电路再次翻转进入VT1导通、VT2截止的状态。

如此重复以上过程，振荡器工作在多谐振荡状态，振荡周期为\(T=0.7(R2C1+R3C2)\)。

2、门电路多谐振荡器：常见的门电路多谐振荡器主要是采用非门构成。

普通非门多谐振荡器：电路中D1、D2是非门，R为定时电阻，C为定时电容，当E=1时，由于流过C的电流可以突变，所以在R两端的电压最大，即A=1，该电压通过D1倒相后使B=0，随后，C充电，C两端电压逐渐升高，充电电流随充电电压升高而减小，致使R两端电压减小，A点电位降低，当A点电位达到D1的转换阈值后，D1输出高电平，使B=1，该电压使D2输出低电平，即E=0，电路进入另一个暂稳态。

当E=0时，由于C两端电压不能突变，所以C通过D2和R构成的回路放电，随着放电的不断进行，A点电位开始升高，当A点电位达到D1的转换阈值后，D1输出低电平，使B=0，该电压使D2输出高电平，即E=1，电路进入下一个暂稳态，重复以上过程，振荡器工作在多谐振荡状态，振荡周期为\(T = 1.4RC\)。

多谐振荡器的起振依赖于其特定的电路结构和元件参数，不同类型的多谐振荡器在起振过程中表现出各自的特点，但它们共同遵循基本的起振原理。