rc正弦波振蕩電路

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯rc正弦波振蕩電路 RC橋式正弦波振蕩電路的主要特點是采納RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)作為選頻和反饋網(wǎng)絡(luò)，因此我們必需先了解它的頻率特性，然后再分析這種正弦振蕩電路的工作原理。 1定性分析 圖XX_01 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)如圖XX_01a所示。為了爭論便利，假定輸入電壓是正弦波信號電壓，其頻率可變，而幅值保持恒定。如頻率足夠低時, ， ，此時，選頻網(wǎng)絡(luò)可近似地用圖XX_01b所示的RC高通電路表示。隨著w的下降，輸出電壓將減小，輸出電壓超前于輸入電壓的相位角jf也就愈大。但超前角jf的最大值小于90°。當(dāng)頻率足夠高時， ，則選頻網(wǎng)絡(luò)近似地用圖XX_01c所示的RC低

2、通 電路來表示。這是一個相位滯后的RC電路，頻率愈高，輸出電壓愈小，輸出電壓滯后于輸入電壓的相位角jf愈大。同樣，滯后角jf的最大值也小于90°。 綜上分析可以推出，在某一確定頻率下，其輸出電壓幅度可能有某一最大值；同時，相位角jf從超前到滯后的過程中，在某一頻率f0下必有jf=0。 2定量計算 由圖XX_01a所示RC串并聯(lián)電路可得， 和 。設(shè) ， ，令 ，則得 當(dāng)上式分母中虛部系數(shù)為零時，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的相角為零。滿意這個條件的頻率可由式（1）求出： 或 （2） 圖XX_02 將式（5）代入式（4）得 （3） 因此有 （4） 和 （5） 由式（4）及式（5）可知， 或 （6） 時

3、，幅頻響應(yīng)的幅值為最大，即 （7） 而相頻響應(yīng)的相位角為零，即 （8） 由式（7）和式（8）可畫出串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻相位和相頻響應(yīng)，如圖XX_02所示。 1電路組成 圖XX_01是RC橋式振蕩電路的原理電路，這個電路由兩部分組成，即放大電路和選頻網(wǎng)絡(luò)。選頻網(wǎng)絡(luò)（即反饋網(wǎng)絡(luò)）的選頻特性已知，在處，RC串并聯(lián)反饋網(wǎng)絡(luò)的， ，依據(jù)振蕩平衡條件和 ，可知放大電路的輸出與輸入之間的相位關(guān)系應(yīng)是同相，放大電路的電壓增益不能小于3，即用增益為3（起振時，為使振蕩電路能自行建立振蕩，應(yīng)大于3）的同相比例放大電路即可。依據(jù)這個原理組成的電路如圖XX_01所示，由于Z1、Z2和R1、Rf正好形成一個四臂電橋，電

4、橋的對角線頂點接到放大電路的兩個輸入端，因此這種振蕩電路常稱為RC橋式振蕩電路。 圖XX_01 RC 橋式振蕩電路 2振蕩的建立與穩(wěn)定 由圖XX_01可知，在時 ，經(jīng)RC反饋網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)竭\放同相端的電壓 與 同相，即有 和 。這樣，放大電路和由Z1、Z2組成的反饋網(wǎng)絡(luò)剛好形成正反饋系統(tǒng)，可以滿意相位平衡條件，因而有可能振蕩。 所謂建立振蕩，就是要使電路自激，從而產(chǎn)生持續(xù)的振蕩。由于電路中存在噪聲，它的頻譜分布很廣，其中肯定包括有這樣一個頻率成分。這種微弱的信號，經(jīng)過放大器和正反饋網(wǎng)絡(luò)形成閉環(huán)。由于放大電路的開頭時略大于3，反饋系數(shù) ，因而使輸出幅度愈來愈大，最終受電路中非線性元件的限制，使振蕩幅

5、度自動地穩(wěn)定下來，此時，達到 振幅平衡條件。 3振蕩頻率與振蕩波形 由于集成運放接成同相比例放大電路，它的輸出阻抗可視為零，而輸入阻抗遠(yuǎn)比RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的阻抗大得多，可忽視不計，因此，振蕩頻率即為RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的。當(dāng)適當(dāng)調(diào)整負(fù)反饋的強弱，使AV的值略大于3時，其輸出波形為正弦波，如AV的值遠(yuǎn)大于3，則因振幅的增長，致使波形將產(chǎn)生嚴(yán)峻的非線性失真。 4穩(wěn)幅措施 對于圖XX_01所示的電路，調(diào)整R1或Rf可以使輸出電壓達到或接近正弦波。然而，由于溫度、電源電壓或者元件參數(shù)的變化，將會破壞AVFV=1的條件，使振幅發(fā)生變化。當(dāng)AVFV增加時，將使輸出電壓產(chǎn)生非線性失真；反之，當(dāng)AVFV減小時，將使輸出波形消逝（即停振）。因此，必需實行措施，使輸出電壓幅度達到穩(wěn)定。 實現(xiàn)穩(wěn)幅的方法是使電路的Rf/R1值隨輸出電壓幅度增大而減小。例如，Rf用一個具有負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻代替，當(dāng)輸出電壓增加使Rf的功耗增大時，熱敏電阻Rf減小，放大器的增益下降，使的幅值下降。假如參數(shù)選擇合適，可使輸出電壓幅值基本恒定，且波形失真較小