振荡器 - 工作原理、类型、应用

振荡系统称为振荡器。也就是说，震荡指标是一些变化的指标或几个指标周期性重复的系统。同一个词“振荡器”来自拉丁语“oscillo”——摆动。

振荡器在物理和技术中起着重要作用，因为几乎任何线性物理系统都可以描述为振荡器。最简单的振荡器的例子是振荡电路和钟摆。电振荡器将直流电转换为交流电，并使用控制电路以所需频率产生振荡。

使用由电感 L 线圈和电容 C 电容器组成的振荡电路示例，可以描述电振荡器的基本操作过程。带电的电容器，在其端子连接到线圈后立即开始通过它放电，同时电容器的电场能量逐渐转换为线圈的电磁场能量。

当电容器完全放电时，它的所有能量都将进入线圈的能量，然后电荷将继续通过线圈移动并以与开始时相反的极性为电容器充电。

此外，电容器将再次开始通过线圈放电，但方向相反，等等。 - 电路中的每个振荡周期，该过程将重复进行，直到由于线圈电阻和电容器电介质中的能量耗散而振荡消失。

无论如何，本例中的振荡电路是最简单的振荡器，因为其中以下指标会周期性变化：电容器中的电荷、电容器极板之间的电势差、电容器中的电场强度电容器的电介质、通过线圈的电流和线圈的磁感应强度。在这种情况下，会发生自由阻尼振荡。

为了使振荡振荡变得无阻尼，有必要补充耗散的电能。同时，为了保持电路中振荡幅度恒定，需要控制输入电流，使幅度不低于给定值，也不增加高于给定值。为了实现这个目标，在电路中引入了一个反馈回路。

这样，振荡器就变成了正反馈放大电路，其中输出信号被部分馈送到控制电路的有源元件，结果在电路中保持恒定幅度和频率的连续正弦振荡。也就是说，正弦振荡器的工作是由于能量从有源元件流向无源元件，并得到反馈回路过程的支持。振动的形状略有变化。

振荡器是：

• 有正面或负面的反馈；

• 具有正弦波、三角波、锯齿波、矩形波；低频、射频、高频等；

• RC, LC — 振荡器，晶体振荡器（石英）；

• 恒定、可变或可调频率振荡器。

振荡器（发生器）Royer

要将恒定电压转换为矩形脉冲或为其他目的获得电磁振荡，您可以使用 Royer 变压器振荡器或 Royer 发生器......该设备包括一对双极晶体管 VT1 和 VT2，一对电阻器 R1 和R2，还有一对电容C1和C2 带线圈的饱和磁路 — 变压器 T。

晶体管以键控模式运行，饱和磁路允许正反馈，并在必要时将次级绕组与初级回路电隔离。

在最初的时刻，当电源打开时，小的集电极电流开始从源极 Up 流过晶体管。其中一个晶体管会更早打开（让 VT1），穿过绕组的磁通量会增加，绕组中感应的电动势也会同时增加。基极绕组 1 和 4 中的 EMF 将使得首先打开的晶体管 (VT1) 将打开，而具有较低启动电流的晶体管 (VT2) 将关闭。

三极管VT1的集电极电流和磁路中的磁通量会不断增加，直到磁路饱和，饱和时绕组中的电动势变为零。集电极电流VT1开始减小，磁通量减小。

绕组中感应的 EMF 的极性将反转，并且由于基极绕组是对称的，晶体管 VT1 开始闭合而 VT2 开始打开。

三极管VT2的集电极电流会开始增加，直到磁通量停止增加（此时方向相反），当绕组中的电动势归零时，集电极电流VT2开始减小，磁通量减小， EMF 改变极性。晶体管 VT2 将关闭，VT1 将打开并且该过程将继续循环重复。

Royer发电机的振荡频率与电源参数和磁路特性有关，按下式计算：

Up——电源电压； ω为集电极各线圈的匝数； S为磁路截面积，单位为平方厘米； Bn——磁芯饱和感应。

由于在磁路饱和过程中，变压器绕组中的电动势将是恒定的，因此在次级绕组存在时，在其上连接负载，电动势将呈矩形脉冲形式。晶体管基极电路中的电阻器可稳定转换器的运行，而电容器有助于改善输出电压的波形。

Royer 振荡器的工作频率可以从单位到数百千赫兹，具体取决于 T 变压器中磁芯的磁性。

焊接振荡器

为了促进焊接电弧的点燃并保持其稳定性，使用了焊接振荡器。焊接振荡器是一种高频浪涌发生器，设计用于与传统的交流或直流电源一起工作……。它是一种基于低频升压变压器的阻尼振荡火花发生器，次级电压为 2 至 3 kV。

除变压器外，该电路还包含限幅器、振荡电路、耦合线圈和隔直电容器。由于振荡电路，作为主要元件，高频变压器工作。

高频振动通过高频变压器，通过弧隙施加高频电压。旁路电容器防止电弧电源被旁路。焊接电路中还包含一个扼流圈，用于将振荡器线圈与高频电流可靠隔离。

功率高达 300 W 的焊接振荡器发出持续数十微秒的脉冲，足以点燃光弧。高频、高压电流简单地叠加在工作焊接电路上。

焊接用振荡器有两种类型：

• 脉冲电源；

• 连续动作。

连续振荡器激励器在焊接过程中连续运行，通过在其电流之上叠加高频（150 至 250 kHz）和高压（3000 至 6000 V）辅助电流来触发电弧。

如果遵循安全预防措施，该电流不会对焊工造成伤害。在高频电流作用下的电弧在较低的焊接电流值下均匀燃烧。

最高效的串联焊接振荡器，因为它们不需要为电源安装高压保护。在运行过程中，避雷器会通过最大 2 毫米的间隙发出安静的噼啪声，在开始工作之前用一个特殊的螺丝进行调整（此时，插头从插座上拔下！）。

交流焊接使用脉冲功率振荡器来帮助点燃电弧，同时反转交流电流的极性。