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振荡器的原理和设计方法分析和设计振荡器有两种常用的理论：正反馈理论和负阻振荡理论。
正反馈理论是将振荡器从电路上分为基本放大器和反馈网络两部分，从工作过程上分为起振到平衡两个阶段。
在微波频段由于各种分布参数和寄生效应的影响，将振荡器严格的分为具体的两部分较为困难，用负阻振荡理论可以很好的解释振荡机理，一般将器件看成一个单端口网络，主要考察端口阻抗而不管网络内部划分成几个部分。
在正反馈理论中，将振荡器在结构上划分为一个放大器和反馈网络两部分，如图2.3-1所示，则该振荡器的闭环传递函数G A可以表示为式2.3-1。
而振荡器有输出无输入，则Vin =0，Vout>0，所以式2.3-1分母为0，即G m(ω)=H A(ω) H F(ω)＝1，设H F(ω)＝H(ω)+j H(ω),放大器为实数增益，则有式2.3-2。
式2.3-2只适用于稳态情况，而在振荡器初始状态，必须有G m(ω)>1,即环路增益必须大于1才能使传递电压逐步增加，但这种增加不是无限制的进行下去，而是最终稳定在频率和功率保持不变的状态，这时满足振荡器的幅度条件和相位条件，即G m(ω)＝1，φm(ω)＝2nπ，(n=0,1,2….)，振荡器最终工作在大信号状态。
振荡器的反馈回路包括振荡器的幅度条件和相位条件，即在某一频率点上将最终满足G m(ω)=H A(ω) H F(ω)＝1，而在其它频率点上任何一个条件不能满足都不能起振。
除此之外，振荡器还必须满足稳定条件。
在振荡器由起振逐步过渡到平衡状态时，如果收到细微的噪声干扰，平衡状态将被破坏，振荡器的工作状态将有两种变化趋势，一个是经放大和反馈的作用，振荡器的工作平衡点远离原来的平衡点，在新的位置达到平衡，而且在干扰消失后不能回到原平衡点。
第二种变化趋势是在受到干扰后，振荡器能在原平衡点附近建立新的平衡，而干扰消失后振荡器能迅速恢复到原来的状态，第二种即是需要的稳定状态。
根据反馈网络的不同，又分为Colpitts 型、Hartley 型和Clapp 型。
负阻元件的设计与应用实验【摘要】在电路理论中，负阻元件在电子电路中主要用来产生振荡，其特性曲线都是严重非线性的。
负阻元件典型的应用是间歇振荡，在缺乏高效供电时尤其有用。
负阻振荡器结构简单、体积小、成本低，所以在一些需要初始触发时经常使用。
【关键词】负阻元件;二极管;运算放大器;负阻抗;负阻抗变换器;振荡器负阻元件在电子电路中主要用来产生振荡，其特性曲线都是严重非线性的。
负阻元件大都为两端器件，做振荡器时可代替多端有源器件，如三极管等。
负阻元件典型的应用是间歇振荡，在缺乏高效供电时尤其有用。
负阻振荡器结构简单、体积小、成本低。
常用的双向触发二极管，其特性曲线就有典型的负阻区，所以在一些需要初始触发时经常使用。
一、负阻元件负阻元件是一种电阻值为负值的元件，目前还没有研制出这种元件，只是理论推测应该存这样一种二端电路元件。
下面从电路变量的约束关系给出具体推测过程。
元件的基本变量如端电压U，端电流i和与此相关的变量如元件两端电荷q及其中磁通&，在理想电路元件中，R、L、C元件已为我们所熟悉，从变量约束关系的完备性及对称性推断，还应存在一种理想电路元件，在变量q与&之间建立起一种约束关系，即f（q、&、t）=O。
这就是“负阻元件”目前人们预它将是发现和应用得最迟的一种基本二端元件。
1.基本特性负阻特性也称为负微分电阻特性，是指一些电路或电子元件在某特定的电流增加时，电压反而减少的特性。
一般的电阻在电流增加时，电压也会增加，负阻特性恰好与电阻的特性相反。
电压随电流变化的情形可以用微分电阻（differential resistance）r表示：r=dV/dI没有一个单一的电子元件，可以在所有工作范围都呈现负阻特性，不过有些二极管（例如隧道二极管（英语：tunnel diode））在特定工作范围下会有负阻特性。
用共振隧道二极管（英语：resonant-tunneling diode）说明其负阻特性。
实验五 负阻抗变换器的研究一、实验目的1． 了解负阻抗变换器的原理及其运放实现。
2． 通过负阻器加深对负电阻(阻抗)特性的认识,掌握对含有负阻的电路的分析测量方法。
二、实验原理负阻抗变换器(NIC)是一种二端口器件，如图5—1所示。
图5—1通常，把端口1—1’处的U 1和I 1称为输入电压和输入电流，而把端口2—2’处的U 2和-I 2称为输出电压和输出电流。
U 1、I 1和U 2、I 2的指定参考方向如图5—1中所示。
根据输入电压和电流与输出电压和电流的相互关系，负阻抗变换器可分为电流反向型(CNIC)和电压反向型(VNIC)两种，对于CNIC ，有U 1 =U 2 I 1=( 1K -)〔2I -〕式中K 1为正的实常数，称为电流增益。
由上式可见，输出电压与输入电压相同，但实际输出电流-I 2不仅大小与输入电流I 1不同(为I 1的1/ K 1倍)而且方向也相反。
换言之，当输入电流的实际方向与它的参考方向一致时，输出电流的实际方向与它的参考方向相反(即和I 2的参考方向相同)。
对于VNIC ，有U 1= 2K - U 2 I 1 = 2I -式中K 2是正的实常数，称为电压增益。
由上式可见，输出电流-I 2与输入电流I 1相同，但输出电压U 2不仅大小与输入电压U 1不同(为U 1的1/K 2倍)而且方向也相反。
假设在NIC 的输出端口2—2’接上负载Z L ，那么有U 2= -I 2Z L 。
对于CNIC ，从输入端口1—1’看入的阻抗为L in Z K I K U I U Z 12121111-===对于VNIC ，从输入端口1—1`看入的阻抗为L in Z K I U K I U K I UZ 2222222111-==--==假设倒过来，把负载Z L 接在输入端口1—1’，那么有U 1=-I 1Z L ，从输出端口2—2’看入，对于CNIC ，有L in Z K I U K I K U I U Z 11111112221-====对于VNIC ，有L in Z K I K U I U K I U Z 212111222211-==--== 综上所述，NIC 是这样一种二端口器件，它把接在一个端口的阻抗变换成另一端口的负阻抗。
一、RC正弦波振荡器当需要产生几十千赫以下的正弦波信号时，如果仍采用LC振荡器，所需要的L、C数值较大，使他们的体积增大，给振荡器的安装调试带来不便。
因此，在需要较低频率正弦波振荡器时，通常采用RC振荡器。
RC振荡器也是反馈型振荡器，它用电阻、电容构成选频网络，由于RC 选频网络的选频作用差，所以输出波形和频率稳定度都较差。
常用的RC振荡器有RC桥式振荡电路和移相振荡电路。
1、RC桥式振荡器：采用RC串并联选频网络（外稳幅）（1）RC串并联选频网络（a）RC串并联选频网络（b）低频等效电路（c）高频等效电路如图（a）所示：Z1为RC串联阻抗，Z2为RC并联阻抗，U1为输入电压，U2为输出电压。
当U1频率较低时，R<<1/(ωC)，选频网络可近似用图（b）所示的RC高通电路表示，频率越低，输出电压U2越小，U2超前于U1的相位角越大。
（电容的电压变换总落后于电流变化）当U1频率较高时，R>>1/(ωC)，选频网络可近似用图（c）所示的RC低通电路表示，频率越高，输出电压U2越小，U2滞后于U1的相位角越大。
由此可知，RC串并联网络在某一频率上，其输出电压幅度有最大值，相位角等于00。
（2）频率特性根据RC串并联选频网络的电压传输系数为：F(ω)=U2/U1=Z2/(Z1+Z2) Z1=R+1/（jωC） Z2=[R/(jωC)]/[R+1/(jωC)] 经整理得：F(ω)=1/{3+j[ωRC-1/(ωRC)]}令ω0=1/RC，则上式可化简为 F(ω)=1/{3+j[ω/ω-ω/ω]}由此可得RC串并联选频网络的幅频特性和相频特性为F=1/{[32+(ω/ω0-ω0/ω)2]1/2}φf=-arctan[(ω/ω0-ω0/ω)/3]根据表达式可得到右边的幅频特性和相频特性曲线（3）RC桥式振荡器（a）电路（b）改画成文氏电桥形式的电路RC桥式振荡电路如图所示，它由集成运算放大器、RC串并联正反馈选频网络和负反馈电路组成。
