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用运算放大器构成的文氏电桥振荡器

用运算放大器构成的文氏电桥振荡器

点击数:7939 次   录入时间:03-04 11:46:02   整理:http://www.55dianzi.com   运算放大器

  (1) 用以下方法改进波形质量:
  选用高品质的电容;对运放的电源进行去耦设计;对震荡器的输出信号进行滤波处理。
  (2) 我曾经在铃流源电路中用到一种带有AGC 电路的文氏电桥振荡器,用来产生25Hz 的正弦波,如图所示。
  图中使用二极管限幅代替非线性反馈元件,二极管通过对输出电压形成一个软限幅来降低失真。文氏电桥或低失真的特性要求有个辅助电路来调节增益,辅助电路包括从在反馈环路内插入的一个非线性元件,到由外部元件构成的自动增益控制(AGC)回路。通过D1 对正弦波的负半周取样,且所取样存于C1 中,选择R1和R2,必须使Q1 的偏置定在中心处,使得输出电压为期望值时,(RG+RQ1)=RF/2。当输出电压升高时,Q1 增大电阻,从而使增益降低。在上图所示的振荡器中,给运算放大器的正输入端施加0.833V 电源,使输出的静态电压处在中心位置处(VCC/2=2.5V),这里Q1 多数用的是小信号的MOSFET 2N7000(N 沟道,60V,7.5 欧),D1 则选用1N4148。以上供你参考。
  (3)

文氏电桥振荡器

  为克服RC 移相振荡器的缺点,常采用RC 串并联电路作为选频反馈网络的正弦振荡电路,也称为文氏电桥振荡电路,如图Z0820 所示。它由两级共射电路构成的同相放大器和RC 串并联反馈网络组成。由于φA= 0,这就要求RC 串并联反馈网络对某一频率的相移φF=2nπ,才能满足振荡的相位平衡条件。下面分析RC 串并联网络的选频特性,再介绍其它有关元件的作用。
  图Z0820 中RC 串并联网络在低、高频时的等效电路如图Z0821 所示。这是因为在频率比较低的情况下,(1/ωC)>R,而频率较高的情况下,则(1/ωC)<R,前者等效于一节超前型移相电路,后者等效于一节滞后型移相电路。显然频率从低到高连续变化,相移从+90°到-90°连续变化,其中必存在一个中间频率f0,使RC串并联网络的相移为零。于是满足相位平衡条件。对此,可进一步作定量分析,由图Z0821(a)得:

文氏电桥振荡器

  为调节频率方便,通常取R1 = R2 = R,C1 = C2 = C,如果令ω0=1/ RC,则上式简化为:

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可见,RC 串并联反馈网络的反馈系数是频率的函数。由式GS0821 可画出的幅频和相频特性,如图Z0822所示。由图可以看出:

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  一般两级阻容耦合放大器的电压增益Au 远大于3,如果利用晶体管的非线性兼作稳幅环节,放大器件的工作范围将超出线性区,使振荡波形产生严重失真。为了改善振荡波形,实用电路中常引进负反馈作稳幅环节。
  图Z0820 中电阻Rf 和Re 引入电压串联深度负反馈。这不仅使波形改善、稳定性提高,还使电路的输入电阻增加和输出电阻减小,同时减小了放大电路对选频网络的影响,增强了振荡电路的负载能力。通常Rf 用负温度系数的热敏电阻(Rt)代替,能自动稳定增益。假如某原因使振荡输出Uo 增大,Rf 上的电流增大而温度升高,阻值Rf 减小,使负反馈增强,放大器的增益下降,从而起到稳幅的作用。

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  从图Z0820 可以看出,RC 串并联网络和Rf、Re,正好组成四臂电桥,放大电路输入端和输出端分别接到电桥的两对角线上,因此称为文氏电桥振荡器。
  目前广泛采用集成运算放大器代替图Z0820 中的两级放大电路来构成RC 桥式振荡器。图Z0823 是它的基本电路。
  文氏电桥振荡器的优点是:不仅振荡较稳定,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。




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