振荡指物体运动的一种形式或电流、电压等物理量的周期性变化,包括机械振动、电磁振荡等多种情况。
1、基本定义

振荡是指电路中的电流(或电压)在最大值和最小值之间随时间作周期性重复变化的现象或过程,在物理学中,也可指振动、震动。
2、产生条件
从能量角度来看,振荡的产生需要有持续的能量输入以补充因各种损耗而消耗的能量,例如在电子振荡器中,直流电源提供能量,通过电子元件的作用转化为周期性变化的电信号输出,从而维持振荡。
电路必须满足特定的反馈条件,正反馈是产生振荡的关键因素之一,正反馈将输出信号的一部分反馈到输入端,使输入信号得到增强,从而维持和加强振荡,对于负阻型振荡器,其等效负阻元件能够提供额外的能量来维持振荡。
3、分类
按物理性质分类
机械振荡:如钟摆的摆动、弹簧振子的上下振动等,单摆的运动就是一种典型的机械振荡,其振荡频率与摆长有关。
电磁振荡:主要是电路中的电流、电压等电量的振荡,如LC振荡回路中电流和电压的变化。

化学振荡:某些化学反应系统中反应物的浓度等会随时间发生周期性变化,如一些生物钟现象可能与生物体内的化学振荡有关。
按能量补偿情况分类
阻尼振荡:在振荡过程中,如果能量不断损失且没有外部能量补充,振荡幅度会逐渐减小,这种振荡称为阻尼振荡。
无阻尼振荡:也称为等幅振荡,如果在振荡过程中能量没有损失,或者外部补充的能量恰能抵消所失能量,则振荡幅度将保持不变。
增幅振荡:当外部补充的能量大于耗去的能量时,振幅将逐渐增大。
按振荡激励方式分类
自激振荡:不需要外加激励信号,由电路内部自身产生持续稳定的振荡信号。
他激振荡:需要外加激励信号才能产生振荡,如一些放大器在输入端接入一定频率的信号源时产生的振荡。

4、常见应用
通信领域:在无线电发射机和接收机中,振荡器用于产生高频载波信号,以便将音频、视频等信息调制到高频信号上进行发射和接收,手机中的射频振荡器负责产生特定频率的信号来进行通信。
电子设备:电脑的CPU中有时钟振荡器,它产生稳定的时钟信号来协调整个计算机系统的工作节奏,确保各个部件之间的同步运行。
测量仪器:示波器的扫描电路中使用振荡器来产生线性扫描信号,以便在屏幕上稳定地显示被测信号的波形;频率计也需要高精度的振荡器作为参考信号来测量输入信号的频率。
以下是两个与“振荡”相关的问答:
问:振荡与振动有什么区别?
答:振动通常是指物体在一个位置附近做往复运动,强调的是物体的机械运动;而振荡更侧重于描述物理量(如电流、电压、浓度等)随时间的周期性变化,钟摆的摆动是振动,而电路中电流的周期性变化则是振荡,不过在某些情况下,这两个概念也可以通用,比如机械振动系统也可以用振荡的理论来分析。
问:如何判断一个电路是否会产生振荡?
答:判断一个电路是否会产生振荡,可以从以下几个方面入手,首先看电路是否存在反馈回路,这是产生振荡的必要条件之一;其次检查反馈类型,如果是正反馈且满足相位条件(即反馈信号与输入信号同相),那么有可能产生振荡;再者需要有储能元件(如电容、电感等),以便在电路中存储和释放能量来维持振荡;最后还要考虑电路的增益是否足够大,以保证信号能够不断放大并维持振荡。