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RC串并聯網絡振蕩電路

作者:佚名    文章來源:本站原創    點擊數:    更新時間:2018-11-27

RC串并聯網絡振蕩電路用以產生低頻正弦波信號,是一種使用十分廣泛的RC振蕩電路。


振蕩電路的原理圖如上圖所示。其中集成運放A作為放大電路,它的選頻網絡是一個由R、C元件組成的串并聯網絡,RF和R’支路引入一個負反饋。由圖可見,串并聯網絡中的R1、C1和R2、C2以及負反饋支路中的RF和R’正好組成一個電橋的四個臂,因此這種電路又稱為文氏電橋振蕩電路。

一、RC串并聯網絡的選頻特性

當f=fo=1/2 RC時,Uf的幅值達到最大,等于U幅值的1/3,同時Uf與U同相。

二、振蕩頻率與起振條件

1、振蕩頻率

為了滿足振蕩的相位平衡條件,要求 ΨA+ΨF=±2nπ。以上分析說明當f=fo時,串并聯網絡的ΨF=0,如果在此頻率下能使放大電路的ΨA=±2nπ,即放大電路的輸出電壓與輸入電壓同相,即可達到相位平衡條件。在圖1的RC串并聯網絡振蕩電路原理圖中,放大部分是集成運放,采用同相輸入方式,則在中頻范圍內 ΨA近似等于零。因此,電路在fo時ΨA+ΨF=0,而對于其他任何頻率,則不滿足振蕩的相位平衡條件,所以電路的振蕩頻率為

      (1)

2、起振條件

已經知道當f=fo時,|F|=1/3。為了滿足振蕩的幅度平衡條件,必須使|AF|>1,由此可以求得振蕩電路的起振條件為

|A| > 3 (2)

因同相比例運算電路的電壓放大倍數為



為了使|A|=Auf>3,圖1所示振蕩電路中負反饋支路的參數應滿足以下關系:

RF > 2R’ (3)

三、振蕩電路中的負反饋

根據以上分析可知,RC串并聯網絡振蕩電路中,只要達到|A|>3,即可滿足產生正弦波振蕩的起振條件。如果|A|的值過大,由于振蕩偏度超出放大電路的線性放大范圍而進入非線性區,輸出波形將產生明顯的失真。另外,放大電路的放大倍數因受環境溫度及元件老化等因素影響,也要發生波動。以上情況都將直接影響振蕩電路輸出波形的質量,因此,通常都在放大電路中引入負反饋以改善振蕩波形。在圖1所示的RC串并聯網絡振蕩電路中,電阻RF和R’引入了一個電壓串聯負反饋,它的作用不僅可以挺高放大倍數的穩定性,改善振蕩電路的輸出波形,而且能夠進一步提高放大電路的輸入電阻,降低輸出電阻,從而減小了放大電路對RC串并聯網絡選頻特性的影響,提高了振蕩電路的帶負載能力。

改變電阻RF和R’阻值的大小可以調節負反饋的深度。RF愈小,則負反饋系數F=R’/ RF+R’愈大,負反饋深度愈深,放大電路的電壓放大倍數愈小;反之,RF愈大,則負反饋系數F愈小,即負反饋愈弱,電壓放大倍數愈大。如電壓放大倍數太小,不能滿足|A|>3條件,則振蕩電路不能起振;如電壓放大倍數不大,則可能輸出幅度太大,使振蕩波形產生明顯的非線性失真,應調整RF和R’的阻值,使振蕩電路產生比較穩定而失真較小的正弦波信號。

四、振蕩頻率的調節

只要改變電阻R或電容C的值,即可調節振蕩頻率。例如,在RC串并聯網絡中,利用波段開關換接不同容量的電容對振蕩頻率進行粗調,利用同軸電位器對振蕩頻率進行細調。采用這種辦法可以很方便地在--個比較寬廣的范圍內對振蕩頻率進行連續調節。

Tags:RC串并聯,振蕩電路  
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