文氏振蕩器設(shè)計(jì)-RC正弦波振蕩器

文氏振蕩器設(shè)計(jì)-RC正弦波振蕩器一、振蕩產(chǎn)生的基本原理1.什么是正弦波振蕩器？無ui→有uo（正弦波）（必須要有能源Vcc）21+-S-·uA·uF·Uf·oURL+放大器反饋網(wǎng)絡(luò)+－·iU+--·iU2.如何產(chǎn)生正弦波振蕩？

設(shè)：Sinωt，=·iUUim接到1端,首先將開關(guān)S作用于→（開環(huán)）,→=·UiAu·Uo·UiAu∴自激振蕩的條件為：=·Ui·Uf（閉環(huán)）。==Fu·Uf·Uo·UiAuFu21+-S-·uA·uF·Uf·oURL+放大器反饋網(wǎng)絡(luò)+－·iU+--·iU

=當(dāng)時(shí)，再將開關(guān)S倒向2端，此時(shí)無，但不變?nèi)詾檎也?，即放大器產(chǎn)生了正弦波振蕩。·Ui·Ui·Uf·Uo21+-S-·uA·uF·Uf·oURL+放大器反饋網(wǎng)絡(luò)+－·iU+--·iU

二、電路自激振蕩的條件

1.振蕩的平衡條件：（2）相位平衡條件：φa+φf=2nπ（n=0.1.2……n）即=1=UfUiAuFu∵都是復(fù)數(shù)AuFu∴=︱︱AuFuAuFu（1）振幅平衡條件：=1︱︱AuFu(∠ψa+∠ψf)=12.振蕩的建立與穩(wěn)定振蕩的穩(wěn)定：負(fù)反饋；晶體管的非線性；∴振蕩的建立過程中：︱＞1；要有選頻網(wǎng)絡(luò)；︱AuFu振蕩的建立：電源接通的瞬間在電路中產(chǎn)生階躍電壓，可作為放大器的初始輸入信號(hào)。根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)理論，很窄的脈沖具有豐富的頻率分量，經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選頻，使得只有某一頻率的信號(hào)能反饋到放大器的輸入端，而其它頻率的信號(hào)被抑制。某一頻率分量的信號(hào)經(jīng)放大后，又通過反饋網(wǎng)絡(luò)回送到輸入端，且信號(hào)幅度比前一瞬時(shí)要大，再經(jīng)過放大→會(huì)增大一點(diǎn)→反饋→放大，的幅度會(huì)越來越大，最后將使放大器進(jìn)入非線性工作區(qū)，放大器的增益下降，振蕩電路輸出幅度越大，增益下降也越多，最后當(dāng)反饋電壓正好等于原輸入電壓時(shí)，振蕩幅度不再增大從而進(jìn)入平衡狀態(tài)?！o2.振蕩的建立與穩(wěn)定振蕩的穩(wěn)定：∴振蕩的建立過程中：要有選頻網(wǎng)絡(luò)；振蕩的建立：電源接通的瞬間在電路中產(chǎn)生階躍電壓，可作為放大器的初始輸入信號(hào)。根據(jù)信號(hào)與系統(tǒng)理論，很窄的脈沖具有豐富的頻率分量，經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選頻，使得只有某一頻率的信號(hào)能反饋到放大器的輸入端，而其它頻率的信號(hào)被抑制。某一頻率分量的信號(hào)經(jīng)放大后，又通過反饋網(wǎng)絡(luò)回送到輸入端，且信號(hào)幅度比前一瞬時(shí)要大，再經(jīng)過放大→會(huì)增大一點(diǎn)→反饋→放大，的幅度會(huì)越來越大，最后將使放大器進(jìn)入非線性工作區(qū)，放大器的增益下降，振蕩電路輸出幅度越大，增益下降也越多，最后當(dāng)反饋電壓正好等于原輸入電壓時(shí)，振蕩幅度不再增大從而進(jìn)入平衡狀態(tài)?！o︱＞1；︱AuFu負(fù)反饋；晶體管的非線性；3.正弦波振蕩器的組成：放大電路+反饋網(wǎng)絡(luò)(正)，其中包括選頻和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。4.正弦波振蕩器的分類（依據(jù)選頻網(wǎng)絡(luò)）RC正弦波振蕩器（低）LC正弦波振蕩器（高）石英晶體振蕩器（fo的穩(wěn)定性高）

一、RC橋式正弦波振蕩器（文氏電橋振蕩器）R1Rf負(fù)反饋用于穩(wěn)幅；1、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性

=

由集成運(yùn)放擔(dān)任；Au為RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性（正反饋）Fu+-+-RCRCZ1Z2uouf==UfUoFuZ1Z1+Z2（Z1=R+；Z2=R//

）1jωc1jωc

=Fu1ωRCωRC_(）j3+1令ωo=則=1RcFω0ω_(）j3+1ω0ω幅頻特性：=相頻特性：φf=–arctg當(dāng)ω=ωo=

即f=fo=則：Fu=Fumax=

φf=0

=幅頻特性：相頻特性：φf=–arctg當(dāng)ω=ωo=

即f=fo=則：Fu=Fumax=

φf=0

3振蕩電路分析（1）起振條件：由自激振蕩條件：及RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性：；φa+φf=2nπ；=1︱︱AuFu要求：=3；φa=2nπ；︱︱Au∣=1/3；φf=0；︱Fu（2）實(shí)際振蕩電路：R1Rf負(fù)反饋用于穩(wěn)幅；RC串聯(lián)、RC并聯(lián)及R1Rf構(gòu)成電橋；

由集成運(yùn)放擔(dān)任；Au為RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)（正反饋），具有選頻特性；

FuR-+Au+∞R2RR1RPV1V2CRfUoUfa分析電路是否滿足振蕩條件

∴只需Au=3即可

相頻條件：已知φf=0；且可分析出φa=0

∴φa+φf=0滿足相頻條件。

R1Rf構(gòu)成電壓串聯(lián)負(fù)反饋

Au=1+

幅頻條件：當(dāng)ω=ωo時(shí)∣

∣=

FuZ2Z1CRCR2R1其實(shí)一般情況下，只要是正反饋就一定可以滿足φa+φf=2nπ

∴相頻條件的判斷可用瞬時(shí)極性法解決。

b振蕩頻率fofo=

c其它：R1、Rf構(gòu)成負(fù)反饋用于穩(wěn)幅；以保證輸出為不失真的正弦波，其中V1、V2非線性起到了自動(dòng)穩(wěn)幅作用，還可將R2或Rf換成熱敏電阻（R2為正溫度系數(shù)；Rf為負(fù)溫度系數(shù)；）。試用振蕩平蘅條件判斷各圖所示電路能否產(chǎn)生正弦波振蕩？為什么？（Rt為正溫度