RC文氏電橋振蕩電路

1、RC文氏電橋振蕩器的電路如圖1所示，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是正反饋網(wǎng)絡(luò)，由運算放大器、R3和R4負反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成放大電路C1R1和C2R2支路是正反饋網(wǎng)絡(luò),R3R4支路是負反饋網(wǎng)絡(luò)。C1R1 C2R2 R3 R4正好構(gòu)成個橋路，稱為文氏橋-C十圖1 RC文氏電橋振蕩器RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的選頻特性RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的電路如圖2所示。RC串聯(lián)臂的阻抗用Z1表示，RC并聯(lián)臂的阻抗用Z2表示。圖2 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為 u N十心盡十（1小C» 鬲耐6）坨+(if+ M鳥 qj+尺俺十(l f wCi) + co備咼6十爲(wèi)6 f q十Aj式（1） 當(dāng)輸入端的電壓和電流同相時，電路產(chǎn)生諧

2、振，也就是式（1）是實數(shù)，虛部為0。令式（1） 的虛部為0,即可求出諧振頻率。諧振頻率對于文氏RC振蕩電路，一般都取 R=R1 = R2, C=C1 = C2時，于是諧振角頻率：頻率特性幅頻特性1相頻特性文氏RC振蕩電路正反饋網(wǎng)絡(luò)傳遞函數(shù)的幅度頻率特性曲線和相位頻率特性曲線如圖3所示。(a)幅頻特性曲線(b)相頻特性曲線圖3 RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的頻率響應(yīng)特性曲線反饋系數(shù)當(dāng)滿足R=R1 = R2, C=C1 = C2條件，且當(dāng)f=fO時的反饋系數(shù)當(dāng)滿足R=R1 = R2 C=C1 = C2條件，且當(dāng)f=fO時的反饋系數(shù)此時反饋系數(shù)電容器來調(diào)節(jié)振蕩電路的頻率，即保證 R=R1 = R2 C=C1 =

3、C2始終同步跟蹤變化，于是改 變文氏橋RC振蕩電路的頻率時，不會影響反饋系數(shù)和相角，在調(diào)節(jié)頻率的過程中，不會停 振，也不會使輸出幅度改變。根據(jù)振蕩條件丨AF丨> 1,在諧振時，放大電路的電壓增益應(yīng)該 Au=3o由圖1可知，RC串 并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的反饋信號加在運算放大器的同相輸入端，運算放大器的電壓增益由R3和R4確定，是電壓串聯(lián)負反饋，于是應(yīng)有振蕩的建立和幅度的穩(wěn)定振湯的建立所謂振蕩的建立，就是要使電路自激，從而產(chǎn)生持續(xù)的振蕩輸出。由于電路中存在噪聲， 噪聲的頻譜分布很廣，其中也包括fO及其附近一些頻率成分。由于噪聲的隨機性，有時正 有時負，有時大一些有時小一些。為了保證這種微弱的信號，經(jīng)過放

4、大通過正反饋的選頻 網(wǎng)絡(luò)，使輸出幅度愈來愈大，振蕩電路在起振時應(yīng)有比振蕩穩(wěn)定時更大一些的電壓增益， 即丨AF |> 1,所以Au f >3，| AF |> 1稱為起振條件。通過熱敏元件穩(wěn)定輸出幅度加入R3 R4支路，電路是串聯(lián)電壓負反饋，其放大倍數(shù)。若Au f始終大于3,振蕩電路的輸出會不斷加大，最后受電路中非線性元件的限制，使 振蕩幅度不再增加，但振蕩電路的輸出會產(chǎn)生失真。所以應(yīng)該在起振時使Au f >3,而當(dāng)振起來以后，應(yīng)使Au f=3。解決這個問題必須要自動地改變運算放大器的增益，起振時， 增益大于3,起振后增益穩(wěn)定在3。決定運算放大器增益的是 R3和R4,例如我們通過圖4 電路中的R4來調(diào)節(jié)增益。R4是具有正溫度系數(shù)的熱敏電阻，起振前其阻值較小，使Au f>3。當(dāng)起振后，流過R4的電流加大，R4的溫度升高阻值加大，負反饋增強以控制輸出幅 度，達到振蕩穩(wěn)定狀態(tài)時,若熱敏電阻是負溫度系數(shù)，應(yīng)放置在R3的位置十t>圖4用熱敏電阻保證電路起振RC阻容）橋式振蕩器的工作原理因為00R+RCT例題:R=1k?, C=0.1?F, R1=10k?o Rf為多大時才能起振？振蕩頻率 f0= ?起振條件;AF=U引入負反績川=1 +£ = 2/zSC¥3凡輸出正弦波頻率:£尸