对于RC振荡电路来说,增大电阻R即可降低振荡频率,而增大电阻是无需增加成本的。[2] 常用LC振荡电路产生的正弦波频率较高,若要产生频率较低的正弦振荡,势必要求振荡回路要有较大的电感和电容,这样不但元件体积大、笨重、安装不便,而且制造困难、成本高。因此,200kHz以下的正弦振荡电路,一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。

相移振荡器是采用超前移相或滞后移相电路作为选频网络,与反相放大器构成的振荡器。具有电路简单,经济方便等优点,但选频作用较差,振幅不够稳定,频率调节不便,因此一般用于频率固定、稳定性要求不高的场合。其振荡频率为[3] : 图1 RC相移振荡器

将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路,放大器件可采用集成运算放大器。 图2文氏电桥振荡器

如图2所示,RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,构成正反馈,Rt、R1接在运算放大器的输出端和反相输入端之间,构成负反馈。正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电路(如图2所示),运算放大器的输入端和输出端分别跨接在电桥的对角线上,所以,把这种振荡电路称为文氏电桥振荡电路。[2]

振荡信号由同相端输入,故构成同相放大器,输出电压与输入电压同相,其闭环电压放大倍数等于:

而RC串并联选频网络在 时, , ,所以,只要 ,即 ,振荡电路就能满足自激振荡的振幅和相位起振条件,产生自激振荡,振荡频率

采用双联可调电位器或双联可调电容器即可方便地调节振荡频率。在常用的RC振荡电路中,一般采用切换高稳定度的电容来进行频段的转换(频率粗调),再采用双联可变电位器进行频率的细调。

输出电压 uo经正反馈(兼选频)网络分压后,取uf作为同相比例电路的输入信号ui。

(1) 起振过程

刚接通电源时,电路中存在各种电扰动,经过选频网络通过反馈产生比较大的反馈电压。通过线性放大和反馈的不停循环,振荡电压就会不断增大。 图3-1 起振

(2) 振荡频率

振荡频率由相位平衡条件决定。

,仅在 处 满足相位平衡条件,所以振荡频率为:

改变R、C可改变振荡频率

RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。

(3)起振及稳定振荡的条件

考虑到起振条件 , 一般应选取 略大 。如果这个比值取得过大,会引起振荡波形严重失真。

由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路不是靠运放内部的晶体管进入非线性区稳幅,而是通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。[4] 图3-2 稳定振荡

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