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RC正弦波振荡电路图文分析原理

RC正弦波振荡电路图文分析原理参考电路图5.7所示,搭建一个100KHz的正弦波振荡电路。

U O
(a)测试电路(b)输出波形
图5.7 RC正弦波振荡电路(multisim)
LC振荡电路的振荡频率过低时,所需的L和C就很大,这将使振荡电路结构不合理,经济不合算,而且性能也变坏,在几百千赫兹以下的振荡电路常采用RC振荡电路。

由RC 元件组成的选频网络有RC称相型,RC串并联型,RC双T型等结构。

这里主要介绍RC串并联型网络组成的振荡电路,即RC桥式正弦波振荡电路。

一、RC串并联型网络的选频特性
RC桥式电路如图5.8所示,设R1=R2=R,C1=C2=C,
11
1
2
1
2
11
1
2
11
2
j CR
Z R
j C j C
R
j C R
Z
j CR
R
j C
ω
ωω
ω
ω
ω
+
=+=
==
+
+
则反馈系数
2
12
1
1
3()
f
o
U Z
F
U Z Z j CR
CR
ω
ω
===
++-
令 01C R ω=
,即 012f RC
π= 则式(7-13)可写为
000
001
1
3(
)3()
F f f j j f f
ωωωω
=
=
+-+-
其频率特性曲线如图5.9(a )、(b )所示。

从图中可看出,当信号频率f =f 0时,u f 与u 0同相,且有反馈系数 01
3
f
U F U =
=为最大。

(a)幅频特性 (b)相频特性
图5.8 RC 串并联网络 图5.9RC 串并联网络的频率特性 二、RC 桥式振荡电路 1、电路组成
图5.9所示电路是文氏电桥振荡电路的原理图,它由同相放大器A 及反馈网络F 两部分组成。

图中RC 串并联电路组成正反馈选频网络,电阻R f 、R 是同相放大器中的负反馈回路,由它决定放大器的放大倍数。

RC 桥式振荡电路的起振条件
同相放大器的输出电压0U 与输入电压i U 同相,即0a ϕ=,从分析RC 串并联网络的选频特性知,当输入RC 网络的信号频率f =f 0时,0U 与f U 同相,即0f ϕ=,整个电路的相移0f a ϕϕϕ=+=,即为正反馈,满足相位平衡条件。

放大器的放大倍数1f u R A R
=+
,从分析RC 串联网络的选频特性知,在R 1=R 2=R ,C 1=C 2=C
的条件下,当f=f 0时,反馈系数F=1/3达到最大,此时,只要放大器的电压放大倍数略大
于连(即R f ≥2R ),就能满足AF >1的条件,振荡电路能自行建立振荡。

R 1
C 1R 1
C 2
-U o +

+
U f
Z 1
Z 2
图5.10文氏电桥振荡电路的原理图 图5.11 稳幅的振荡电路
3、稳幅方法
根据振荡幅度的变化来改变负反馈的强弱是常用的自动稳幅措施。

如图5.11所示电路就是一个稳幅的文氏振荡电路。

图中R 1、R 2、C 1、C 2构成正反馈选频网络,结型场效应管3DJ6作可变电阻的稳幅电路,这种电路使场效应管工作在可变电阻区,使其成为压敏电阻。

D 和S 两端的等效阻抗随栅压而变,以控制反馈通路的反馈系数,从而稳定振幅。

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