电磁炉的LC振荡电路工作原理及特点

lc振荡电路原理

电磁炉的LC振荡模块是电磁炉的核心电路，其工作原理就是LC并联谐振的原理，通过电感线圈与振荡电容不停地进行充电和放电，产生振荡波形。 其中L为电感线圈，C为振荡电容。

电磁炉的LC振荡电路工作原理及特点

电磁炉的LC振荡电路工作原理及特点

LC 振荡电路是指由电感 L 和电容 C 组成选频网络，用于产生高频正弦波信号的电路。在许多情况下，LC 振荡电路也称为振荡器电路、谐振电路、谐振电路或调谐电路。常见的 LC 正弦波振荡电路有变压器反馈式 LC 振荡电路和电感三点 LC 振荡电路和电容三点 LC 振荡电路。LC 振荡电路的辐射功率与振荡频率的四次方成正比，允许振荡 LC 电路辐射足够强的电磁波，必须提高振荡频率，电路呈开路形式。LC 振荡器使用一个振荡电路（包括一个电感和一个电容），它提供所需的正反馈以维持电的振荡。顾名思义，在这个电路中，一个充电的电容( C) )连接到一个未充电的电感( L )，如下图所示。电磁炉的LC振荡模块是电磁炉的核心电路，其工作原理就是LC并联谐振的原理，通过电感线圈与振荡电容不停地进行充电和放电，产生振荡波形。 其中L为电感线圈，C为振荡电容。

Lc对震荡频率的适用范围

Lc对震荡频率都是用于低频,适用于1兆周以下范围。LC振荡电路，是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号，常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路。

LC振荡电路工作原理

LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性，让电磁两种能量交替转化，也就是说电能跟磁能都会有一个小值，也就有了振荡。由于所有电子元件都会有损耗，能量在电容跟电感之间互相转化的过程中要么被损耗。

实际上的LC振荡电路都需要一个放大元件，要么是三极管，要么是集成运放等数电IC，利用这个放大元件，通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大，从而终输出一个幅值跟频率比较稳定的信号。

三种lc反馈式正弦波振荡电路各有什么特点?

电容三点式振荡器也称考毕兹（Colpitts，也叫科耳皮兹）振荡器，是三极管自激LC振荡器的一种，因振荡回路中两个串联电容的三个端分别与三极管的三个极相接而得名，适合于高频振荡输出的电路形式之一。

电容三点式振荡电路有多种具体形式，其核心也是基本的原理都是一样的，如下图所示：

从上图可以看出，电容三点式LC正弦波振荡电路的重要特性是：与三极管发射极相连的两个电抗元件为相同性质的电抗元件，而与三极管集电极（或基极）相连接的电抗元件是相反性质的。如果合理设置电路参数使其满足起振条件，则电路将开始振荡，如果忽略分布电容、三极管参数等因素，此电路的振荡频率f0如下式：

之所有是约等于，是因为忽略了三极管的寄生极间电容，后面会提到，此电路的LC谐振回路中的电容C1与C2是串联的，如下图所示：

如下图所示为基本的电容三点式振荡电路：

上图中的电容C1、C2与电感L组成谐振回路，作为三极管放大器的负载，电容C3与C4作为耦合电容，其直流通路如下：

其实就是带基极偏压的共发射极放大电路，具体静态工作点的计算可以参考相应文章《带基极分压式的基本共射极放大电路》。对于一个具体的振荡电路，振幅的增大主要依赖于三极管的集电极静态电流，此值如果设置太大，则三极管容易进入饱和导致振荡波形失真，甚至振荡电路停振，一般取值范围为1mA～4mA

其交流通路如下图所示：

从图上可以看出，基极输入（设有输入）经过三极管放大后的输出电压uo，再经过电容C2与C1分压后施加在三极管的BE结之间形成正反馈，因此其反馈系数如下式：

我们用下图所示电路参数进行仿真：

电路中我们加了一个电源开关，主要是在仿真运行开始后再闭合，这样可以让电路产生扰动从而更容易起振，有很多读者可能会出现这样的情况：明明电路是抄着某本书上的实验例子按部就班地做，却偏偏起不了振荡，这时可以尝试添加一个这样的开关。

当然，电路是否容易起振与电路参数也是相关的，参数合理则一次开合就可起振，一点则需要多次开合才行，但如果参数不合理，来N次开合也是不行的，不能来硬的呀。

我们手工计算一下该电路振荡的输出频率，如下式：

基本电容三点式振荡电路的谐振频率由谐振电感L与串联电容C1、C2决定，而这两个电容直接与三极管的各个电极相连接，而三极管是存在极间电容的，且这些电容值随温度、电流等因素变化而变化，如下图所示：

相当于电容C1与CBE并联，而CBC与串联的总电容并联，亦即多种因素将导致电路谐振回路的稳定性下降。为了降低三极管极间电容对振荡电路稳定度的影响，我们可以使用下图所示的改进型振荡电路：

此电路也叫克拉波电路，在基本电容三点式振荡电路基础上增加了一个电容C5，此电容的值一般远小于C1与C2，这样谐振回路的电容如下图所示：

谐振总电容即C1、C2、C5三者的串联，极间寄生电容对总电容其实还是有影响的，但是它们接入系数（亦即对总电容的影响）相对于基本电容三点式电路已经下降，因此该电路的谐振频率如下所示：

仿真输出波形如下图所示（仿真输出频率约为15.019MHz）：

下图为共集电极放大电路的克拉波振荡电路，读者可自行仿真分析：

克拉波振荡电路的稳定性很好，但其频率可调范围比较小，我们可以更进一步改进克拉波振荡电路，如下图所示：

此电路也称“西勒振荡电路”，在克拉波电路的基础上增加了电容C6与谐振电感L并联，这样可以改善克拉波电路频率可调范围小的缺点，此时电路的谐振回路等效图如下所示：

谐振回路的总电容即克拉波电路中的总电容与C6的并联，再次将三极管寄生极间电容的接入系数降低。总之就是不断地降低晶体管极间电容对谐振频率的影响，此时电路的谐振频率如下所示：

我们用下图所示电路参数仿真：

仿真输出波形如下图所示（仿真频率约为10.5789MHz）：

三极管极间寄生电容也并非完全没有用武之地，当谐振频率超过GHz时，寄生电容可以代替谐振电容，如CBE可以代替C1（可以不用外接电容C1）

调谐式高频振荡器主要有哪三种类型？振荡频率如何确定和调节？

调谐信号发生器的振荡器通常为LC振荡器，根据反馈方式，又可分为变压器反馈式、电感反馈式(也称电感

三点式或哈特莱式)及电容反馈式(也称电容三点式或考毕兹式)三种振荡器形式。

（1）变压器反馈式振荡器的振荡频率

（2）电感反馈式振荡器的振荡频率

（3）电容反馈式振荡器的振荡频率

通常用改变电感L来改变频段，改变电容C进行频段内频率细调。

Lc振荡电路和RC振荡电路的原理是什么？

LC振荡电路和RC振荡电路的原理如下:

1. LC振荡电路:

LC振荡电路是利用电感L和电容C的充放电产生振荡的电路。当电感存储的能量转移到电容上时，电流变化导致电感对电流变化的反应产生电压，该电压使电流继续流过电路，不断重复充放电过程，从而产生振荡。

LC振荡电路的振荡频率f=1/2π√(LC)。频率与LC成反比。

2. RC振荡电路:

RC振荡电路利用电阻R、电容C和放大器产生振荡。电容C先被充电，当其电压达到泛型放大器的起振电压时，放大器输出反向电压开始放电。当电容放电至放大器的终止电压时，再次开始充电。 这样不断重复充放电，从而产生振荡。

RC振荡电路的频率f=1/2πRC。频率与RC成比例。