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RC振荡电路原理

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  电子发烧友 电子技术论坛 RC 正弦波振荡电路 RC 串并联网络 RC 桥式正弦波振荡电路的主要特点是采用 RC 串并联网络作为选频和反馈网络, 因此我们必须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 电子发烧友 电子技术论坛 RC 串并联网络如图所示。为了讨论方便,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 RC 高通电路表示。当频率足够高时, ,则选频网络近似地 RC 低通电路来表示。 由此可以推出,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 f 从超前(趋于 90°)到滞后(趋于-90°)的过程中,在某一频率 f0 下必有 f=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 (1) 当上式分母中虚部系数为零时,RC 串并联网络的相角为零。满足这个条件的频率可 由式(1)求出: 电子发烧友 电子技术论坛 或 (2) 将式(2)代入式(1)得 (3) 因此有 (4) 和 (5) 即当 或 时 ,幅频响应的幅值为最大,即 (6) 而相频响应的相位角为零,即 (7) 由式(6)和式(7)可画出串并联选频网络的幅频相位和相频响应,如图所示 RC 正弦波振荡电路 电路组成 电子发烧友 电子技术论坛 电子发烧友 电子技术论坛 振荡的建立与稳定 由图可知,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,可以满足相位平衡条件,因而有可能振荡。 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。起振时要求放 大器的增益 3,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 V0 的幅值下降。如果参数选择合适,可使输出电压幅值基本恒定,且波形失真较小。 电子发烧友 电子技术论坛 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,可忽略不计,因此,振荡频率即为 RC 串并联网络的 。RC 串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在 处,正反馈系 数 ,而 R1 和 Rf 当构成电路中的负反馈,反馈系数 。F+与 F-的关系不同,导致输出波形的不同。 电子发烧友 电子技术论坛 RC 桥式振荡电路如图所示,它由两部分组成,即放大电路 和选频网络 。 由图中可知由于 Z1、Z2 和 R1、Rf 正好形成一个四臂电桥,因此这种振荡电路常称为 RC 桥式振荡电路。 (动画演示:基于集成运放自激振荡方波发生电路 基于集成运放自激振荡矩形波发生电路 ) 在您学习完本节后,请进入练习系统,做以下试卷的练习: 电子发烧友 电子技术论坛 试卷 01:信号产生电路 1

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