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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑rc正弦波振荡电路 RC桥式正弦波振荡电路的主要特点是采纳RC串并联网络作为选频和反馈网络，因此我们必需先了解它的频率特性，然后再分析这种正弦振荡电路的工作原理。 1定性分析 图XX_01 RC串并联网络如图XX_01a所示。为了争论便利，假定输入电压是正弦波信号电压，其频率可变，而幅值保持恒定。如频率足够低时, ， ，此时，选频网络可近似地用图XX_01b所示的RC高通电路表示。随着w的下降，输出电压将减小，输出电压超前于输入电压的相位角jf也就愈大。但超前角jf的最大值小于90。当频率足够高时， ，则选频网络近似地用图XX_01c所示的RC低通 电路来表
2、示。这是一个相位滞后的RC电路，频率愈高，输出电压愈小，输出电压滞后于输入电压的相位角jf愈大。同样，滞后角jf的最大值也小于90。 综上分析可以推出，在某一确定频率下，其输出电压幅度可能有某一最大值；同时，相位角jf从超前到滞后的过程中，在某一频率f0下必有jf=0。 2定量计算 由图XX_01a所示RC串并联电路可得， 和 。设 ， ，令 ，则得 当上式分母中虚部系数为零时，RC串并联网络的相角为零。满意这个条件的频率可由式（1）求出： 或 （2） 图XX_02 将式（5）代入式（4）得 （3） 因此有 （4） 和 （5） 由式（4）及式（5）可知， 或 （6） 时，幅频响应的幅值为最大，
3、即 （7） 而相频响应的相位角为零，即 （8） 由式（7）和式（8）可画出串并联选频网络的幅频相位和相频响应，如图XX_02所示。 1电路组成 图XX_01是RC桥式振荡电路的原理电路，这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。选频网络（即反馈网络）的选频特性已知，在处，RC串并联反馈网络的， ，依据振荡平衡条件和 ，可知放大电路的输出与输入之间的相位关系应是同相，放大电路的电压增益不能小于3，即用增益为3（起振时，为使振荡电路能自行建立振荡，应大于3）的同相比例放大电路即可。依据这个原理组成的电路如图XX_01所示，由于Z1、Z2和R1、Rf正好形成一个四臂电桥，电桥的对角线顶点接到放大电
4、路的两个输入端，因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。 图XX_01 RC 桥式振荡电路 2振荡的建立与稳定 由图XX_01可知，在时 ，经RC反馈网络传输到运放同相端的电压 与 同相，即有 和 。这样，放大电路和由Z1、Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满意相位平衡条件，因而有可能振荡。 所谓建立振荡，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡。由于电路中存在噪声，它的频谱分布很广，其中肯定包括有这样一个频率成分。这种微弱的信号，经过放大器和正反馈网络形成闭环。由于放大电路的开头时略大于3，反馈系数 ，因而使输出幅度愈来愈大，最终受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度自动地稳定下来，此时，
5、达到 振幅平衡条件。 3振荡频率与振荡波形 由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比RC串并联网络的阻抗大得多，可忽视不计，因此，振荡频率即为RC串并联网络的。当适当调整负反馈的强弱，使AV的值略大于3时，其输出波形为正弦波，如AV的值远大于3，则因振幅的增长，致使波形将产生严峻的非线性失真。 4稳幅措施 对于图XX_01所示的电路，调整R1或Rf可以使输出电压达到或接近正弦波。然而，由于温度、电源电压或者元件参数的变化，将会破坏AVFV=1的条件，使振幅发生变化。当AVFV增加时，将使输出电压产生非线性失真；反之，当AVFV减小时，将使输出波形消逝（即停振）。因此，必需实行措施，使输出电压幅度达到稳定。 实现稳幅的方法是使电路的Rf/R1值随输出电压幅度增大而减小。例如，Rf用一个具有负温度系数的热敏电阻代替，当输出电压增加使Rf的功耗增大时，热敏电阻Rf减小，放大器的增益下降，使的幅值下降。假如参数选择合适，可使输出电压幅值基本恒定，且波形失真较小。同理，R1用一具有正温度系数的电阻代替，也可实现稳幅。稳幅的方法还许多，读者可自行分析。 这种振荡器又叫文氏电桥（Wien-bridge）振荡电路。 第 4 页 共 4 页
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