最简单的RC振荡电路图大全(十款最简单的RC振荡

 公司动态     |      2022-01-05 14:11

RC振荡器工作原理

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。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。正弦波振荡器是没有输入信号的,带选频网络的正反馈放大器。若用电阻,电容元件组成选频网络,就称为RC振荡器,一般用来产生1Hz-1MHz的低频信号。RC选频网络的选频作用不如LC谐振荡回路,故RC振荡器的波形和稳定度比LC振荡器差。

RC串并联网络振荡电路用以产生低频正弦波信号,是一种使用十分广泛的RC振荡电路。

最简单的RC振荡电路图(一)

最简单的RC振荡电路图大全(十款最简单的RC振荡电路设计原理图详解)

图一RC桥式振荡电路

图一是RC桥式振荡电路,这个电路由放大电路和选频网络。为由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路,取其高输入阻抗和低输出阻抗的特点。而则由Z1、Z2和R1、R2组成,同时兼作正反馈网络。由图可知,Z1、Z2和R1、R2正好形成一个四臂电桥,电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端,RC桥式振荡器电路的名称即由此而来。

下面首先分析RC振荡器电路串并联选频网络的选频特性,然后根据正弦波振荡电路的两个条件选择合适的放大电路指标,以构成一个完整的RC桥式振荡器。

最简单的RC振荡电路图(二)

RC串并联网络振荡电路用以产生低频正弦波信号,是一种使用十分广泛的RC振荡电路。

最简单的RC振荡电路图大全(十款最简单的RC振荡电路设计原理图详解)

振荡电路的原理图如上图所示。其中集成运放A作为放大电路,它的选频网络是一个由R、C元件组成的串并联网络,RF和R’支路引入一个负反馈。由图可见,串并联网络中的R1、C1和R2、C2以及负反馈支路中的RF和R’正好组成一个电桥的四个臂,因此这种电路又称为文氏电桥振荡电路。

1、RC串并联网络的选频特性

当f=fo=1/2 RC时,Uf的幅值达到最大,等于U幅值的1/3,同时Uf与U同相。

2、振荡频率与起振条件

振荡频率

为了满足振荡的相位平衡条件,要求 ΨA+ΨF=±2nπ。以上分析说明当f=fo时,串并联网络的ΨF=0,如果在此频率下能使放大电路的ΨA=±2nπ,即放大电路的输出电压与输入电压同相,即可达到相位平衡条件。在图1的RC串并联网络振荡电路原理图中,放大部分是集成运放,采用同相输入方式,则在中频范围内 ΨA近似等于零。因此,电路在fo时ΨA+ΨF=0,而对于其他任何频率,则不满足振荡的相位平衡条件,所以电路的振荡频率为

最简单的RC振荡电路图大全(十款最简单的RC振荡电路设计原理图详解)

为了使|A|=Auf》3,图1所示振荡电路中负反馈支路的参数应满足以下关系:

RF 》 2R’ (3)

3、振荡电路中的负反馈

根据以上分析可知,RC串并联网络振荡电路中,只要达到|A|》3,即可满足产生正弦波振荡的起振条件。如果|A|的值过大,由于振荡偏度超出放大电路的线性放大范围而进入非线性区,输出波形将产生明显的失真。另外,放大电路的放大倍数因受环境温度及元件老化等因素影响,也要发生波动。以上情况都将直接影响振荡电路输出波形的质量,因此,通常都在放大电路中引入负反馈以改善振荡波形。在图1所示的RC串并联网络振荡电路中,电阻RF和R’引入了一个电压串联负反馈,它的作用不仅可以挺高放大倍数的稳定性,改善振荡电路的输出波形,而且能够进一步提高放大电路的输入电阻,降低输出电阻,从而减小了放大电路对RC串并联网络选频特性的影响,提高了振荡电路的带负载能力。

改变电阻RF和R’阻值的大小可以调节负反馈的深度。RF愈小,则负反馈系数F=R’/ RF+R’愈大,负反馈深度愈深,放大电路的电压放大倍数愈小;反之,RF愈大,则负反馈系数F愈小,即负反馈愈弱,电压放大倍数愈大。如电压放大倍数太小,不能满足|A|》3条件,则振荡电路不能起振;如电压放大倍数不大,则可能输出幅度太大,使振荡波形产生明显的非线性失真,应调整RF和R’的阻值,使振荡电路产生比较稳定而失真较小的正弦波信号。

4、振荡频率的调节