振盪器

振盪器是一種電路，只靠一個穩定的直流電源，就能無中生有地產生會重複的訊號。把它接上電池，即使沒有任何輸入去撥動它，輸出也會自己開始上下擺動，一遍又一遍，以穩定的節奏進行。它是電子學的「心跳」：替電腦打拍子的時脈、門鈴裡的音調、把你的聲音載到無線電波上的載波。放大器需要一個訊號來放大，而振盪器本身就是訊號的源頭。

電路怎麼可能憑空生出訊號？訣竅是「會強化而非修正」的回授。拿一個放大器，把它輸出的一小片回送到輸入，而且是以「加進去」的方式疊加到已有的訊號上（正回授）。任何電路裡都存在微小的雜訊，這雜訊被放大、回授、再放大，逐漸長大，最後穩定成一個固定幅度的擺動。回授路徑裡的一個「選頻網路」會偏好某一個頻率，於是結果是一個乾淨、重複的波形，而不是隨機雜訊。振盪器大致分兩大家族：正弦波振盪器（平滑，例如 RC 與 LC 型），以及弛張振盪器（方波或三角波，靠電容透過一個臨界值反覆充放電而成）。

凡是電路需要計時或產生音調的地方，幾乎都有振盪器。一個誠實的重點是：真實的振盪器是一場精細的平衡。回授太少，擺動會衰減消失；回授太多，輸出會撞上電源軌而失真。真正的功夫在於：能可靠地從雜訊起振，然後穩定到「剛好足以維持固定幅度」的增益。這個領域接下來的內容，就是把這件事做好的工具箱。