文氏电桥正弦波振荡电路
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低失真文氏电桥正弦波振荡电路
低失真文氏电桥正弦波振荡电路
电路的功能
文氏电桥电路一直被作为正弦波发生电路使用,需要在低频范围产生低失真波形时可以采用这样电路。
改变电阻RO或电容器CO可获得数百千赫兹以下的振荡频率。
电路工作原理
振荡原理是当环路内移相量是0度或360度的整数倍,环路放大倍数大于1时,电路便会产生振荡。
若振荡增大,电路就会饱和,所以需要振幅稳定电路。
文氏电桥电路谐振时的衰减量为1/3,为了起振,反馈放大器A1的电压放大倍数必须大于3。
参数无系数的文氏电桥电路的振荡频率FO由FO=1/2πCO.RO确定。
电容器CO的容量应保证基电抗XO在1K~数面千欧姆,决定CO的容量后,再根据RO=1/2πFO.CO求出RO的阻值。
文氏电桥振荡电路工作原理1. 引言文氏电桥振荡电路是一种常用于产生稳定振荡信号的电路,它在许多实际应用中都起到重要作用。
本文将深入探讨文氏电桥振荡电路的工作原理,并分享我对这一原理的观点和理解。
2. 文氏电桥简介文氏电桥是一种基于有源电感元件的电桥,由振荡放大器和文氏电桥组成。
它具有简单的电路结构,稳定的频率响应和较高的频率稳定性,因此被广泛应用于信号发生器、频率计和无线电通信等领域。
3. 文氏电桥振荡电路结构文氏电桥振荡电路由文氏电桥、振荡放大器和反馈网络组成。
文氏电桥由一个有源电感元件和电容元件构成。
振荡放大器通过放大器和反馈网络来提供正反馈,从而使电路产生振荡信号。
4. 文氏电桥振荡电路工作原理文氏电桥振荡电路的工作原理基于正反馈,当电路中的输出信号经过放大器和反馈网络之后,反馈信号与输入信号在相位和幅度上具有一致性。
这种一致性会导致振荡现象的发生,使电路产生稳定的振荡信号。
5. 文氏电桥振荡电路的频率稳定性文氏电桥振荡电路具有较高的频率稳定性,这是由于文氏电桥中的有源电感元件和电容元件等被精确选择和设计,以使其在特定的电路参数范围内能够提供稳定的反馈信号。
这种频率稳定性使得文氏电桥振荡电路在很多应用中都能够提供可靠的振荡信号。
6. 文氏电桥振荡电路的应用文氏电桥振荡电路在实际应用中有广泛的应用价值。
它可以用于产生精确的信号频率,例如信号发生器和频率计。
它还可以用于无线电通信中的调频发射机和接收机等设备上,以提供稳定的载波频率。
7. 对文氏电桥振荡电路工作原理的观点和理解在我的观点和理解中,文氏电桥振荡电路作为一种常见的振荡电路,其工作原理基于正反馈机制的产生振荡现象。
通过合理选择和设计电路元件,能够实现稳定的振荡信号输出。
文氏电桥振荡电路的频率稳定性使其在多个领域中都具有重要的应用价值。
总结:本文深入探讨了文氏电桥振荡电路的工作原理,并分享了对这一原理的观点和理解。
文氏电桥振荡电路以其简单的结构、稳定的频率响应和较高的频率稳定性在实际应用中得到广泛应用。
rc文氏电桥振荡电路1. 引言RC文氏电桥振荡电路是一种常见的电子电路,可以产生稳定的振荡信号。
它由RC网络和文氏电桥组成,通过反馈机制实现自激振荡。
本文将深入探讨RC文氏电桥振荡电路的原理、特点、设计方法及应用。
2. RC文氏电桥振荡电路原理2.1 RC网络RC网络是由电阻(R)和电容(C)组成的网络,它可以作为振荡电路的基础组成部分。
当电容充电或放电时,可以产生变化的电压信号。
RC网络可以通过调节电阻和电容的数值来改变振荡频率和振幅。
2.2 文氏电桥文氏电桥是一种平衡交流电桥,由一个电感(L)和两个电容(C1和C2)组成。
当桥路平衡时,可以产生稳定的交流信号。
文氏电桥是常用的振荡电路中的重要部分,通过调节电感和电容的数值可以改变桥路的平衡条件。
2.3 自激振荡原理RC文氏电桥振荡电路是一种自激振荡电路,它基于反馈机制实现振荡。
当桥路发生微小的不平衡时,由于反馈作用,会引起振荡信号的放大,进而驱动桥路向稳定状态靠近。
通过调节RC网络和文氏电桥的参数,可以实现稳定的振荡输出。
3. RC文氏电桥振荡电路设计方法3.1 选择合适的RC网络根据实际需求和设计目标,选择合适的RC网络。
通过调节电阻和电容的数值可以调整振荡频率、振幅和波形形状。
3.2 优化文氏电桥参数由于文氏电桥的电感和电容可以直接影响振荡频率和稳定性,因此需要进行参数优化。
可以通过改变电感和电容的数值,或者通过添加调节电路来实现。
3.3 确保反馈机制稳定自激振荡电路需要一个稳定的反馈机制来保持振荡的稳定性。
可以通过添加放大器、滤波器或稳压器来实现反馈,确保振荡信号的稳定输出。
3.4 对振荡电路进行调试和测试在设计完成后,需要对振荡电路进行调试和测试。
可以通过测量输出信号的频率、振幅和波形形状来验证设计的有效性。
如果需要,可以进行参数调整和优化。
4. RC文氏电桥振荡电路的应用4.1 信号发生器由于RC文氏电桥振荡电路可以产生稳定的振荡信号,因此可以作为信号发生器使用。
目录摘要 (1)1.系统基本方案 (1)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (1)1.2. 运算放大器的选择 (2)1.3最终的方案选择 (2)2.正弦波发生器的工作原理 (2)2.1正弦波振荡电路的组成 (2)2.1.1 RC选频网络 (2)2.1.2放大电路 (5)2.1.3正反馈网络 (5)2.2产生正弦波振荡的条件 (5)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (6)3.系统仿真 (6)4.结论 (7)参考文献: (10)附录 (12)1KHZ 桥式正弦波震荡器电路的设计与制作 摘要 本设计的主要电路采用文氏电桥振荡电路。
如图1-1文氏桥振荡电路由放大电路和选频网络两部分组成,施加正反馈就产生振荡,振荡频率由RC 网络的频率特性决定。
它的起振条件为: ,振荡频率为:。
运算放大器选用LM741CN,采用非线性元件(如温度系数为负的热敏电阻或JFET )来自动调节反馈的强弱以维持输出电压的恒定,进而达到自动稳幅的目的,这样便可以保证输出幅度为2Vp-p ;而频率范围的确定是根据式RC f π210=以及题目给出的频率范围来确定电阻R 或电容C 的值,进而使其满足题目的要求。
关键词:文氏电桥、振荡频率、LM741CN1.系统基本方案1.1 正弦波振荡电路的选择与论证本设计选用文氏电桥振荡电路。
图1 RC 桥式振荡电路这种电路的特点是:它由放大器即运算放大器与具有频率选择性的反馈网络构成,施加正反馈就产生振荡。
振荡频率由RC 网络的频率特性决定。
它的起振条件为: 12R R f>。
它的振荡频率为:RCf π210=。
1.2. 运算放大器的选择考虑到综合性能和题目要求的关系这里我们选用LM741CN 作为运算放大。
1.3最终的方案选择文氏电桥振荡电路适用的频率范围为几赫兹到几千赫兹,可调范围宽,电路简单易调整,同时波形失真系数为千分之几。
很适合我们题目的要求。
故采用文氏电桥振荡电路.RC 文氏电桥振荡电路是以RC 选频网络为负载的振荡器.这个电路由两部分组成,即放大电路和选频网络。
1KHZ正弦波产生电路(文氏电桥振荡器)电路原理:TR1 结型场效应管在这里充当压控可变电阻,它与R3、R4一起构成文氏振荡器的负反馈回路,TR1的电阻越大,负反馈越强。
D2、D3、R8、R9、R10与IC(2/2)对输出振荡电压进行全波整流,在IC的1脚产生负的整流输出电压,经过D1与R7、C4滤波后获得一个负的直流电压,该电压与振荡输出的幅值差不多相等。
这个负电压加在TR1的G极,控制着TR1的D-S极之间的电阻值。
振荡输出幅度增大,TR1的G极电压就越负,TR1的D-S极间阻值变大,负反馈增强,使得振荡幅度减小。
通过以上的自动调节,使振荡幅度保持稳定,避免放大器进入非线性区域,从而获得良好的正弦波形。
文氏振荡器常见的一种稳幅措施是在负反馈回路中加入二极管(见下图):目的也是在输出幅度增大时使负反馈增强,但由于二极管的非线性,会使输出波形发生少许畸变。
而提供的这个电路的负反馈回路中不含有非线性元件,因而能获得高质量的正弦波形。
正弦波产生电路作者:佚名来源:爱华发布时间:2008-5-23 9:44:39 [收藏] [评论]一:产生正弦振荡的条件正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般是在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。
正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件,它又被称为相位条件;产生振荡必须满足幅度条件;要保证输出波形为单一频率的正弦波,必须具有选频特性;同时它还应具有稳幅特性。
因此,正弦波产生电路一般包括:放大电路;反馈网络;选频网络;稳幅电路四个部分。
我们在分析正弦振荡电路时,先要判断电路是否振荡。
方法是:(重点)是否满足相位条件,即电路是否是正反馈,只有满足相位条件才可能产生振荡;放大电路的结构是否合理,有无放大能力,静态工作是否合适;是否满足幅度条件,检验,若:(1)则不可能振荡;(2)振荡,但输出波形明显失真;(3)产生振荡。
RC 文氏电桥振荡器一、实验目的1、 学习RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件。
2、 学会测量、测试振荡器。
二、实验原理下图是运用放大器组成的文氏电桥RC 正弦波振荡电路,图中3R 、4R 构成负反馈支路,1R 、2R 、1C 、2C 串联选聘网络构成正反馈支路并兼做选频网络,二极管构成稳幅电路。
调节电位器p R 可以改变负反馈的深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。
二极管1D 、2D 要求温度稳定性好且特性匹配,这样才能保证输出波形正负半周对称,同时接入4R 以消除二极管的非线性影响。
图一正弦波振荡电路三、实验内容1、 按照图一电路图连接好电路。
2、启动仿真按钮,用示波器观测有无正弦波输出。
如无输出,可调节pR 使O V 从无到有直至不失真。
绘出O V 的波形,并记录临界起振、正弦波输出及出现失真情况下的p R 值。
记录结果。
3、调节电位器p R 使输出波形幅值最大且不失真,分别测量出输出电压O V ,记录结果,分析振荡的幅值条件。
4、 断开二极管,重复步骤3,将结果与步骤3进行比较。
5、观察1R =2R =10k Ω,12=C C =0.01μF 和1R =2R =10k Ω,12=C C =0.02μF两种情况下,分别测量O V 的幅值、反馈电压f V 和频率。
四、实验数据及相应图1、调节p R ,输出波形从无到有直至不失真。
测试数据下图2 起振波形图3 振幅最大不失真图4 临界失真2、断开二极管,在上述三种相同情况下,对输出波形的影响。
图5 断开二极管,起振波形图6 断开二极管,振幅最大不失真波形图7 断开二极管,临界失真波形3、保持其他参数不变,12=C C =0.01μF 和12=C C =0.02μF 两种情况下f V 、o V 和/H L f f 的值。
如表2 。
五、实验结果分析1、负反馈强弱对起振条件和输出波形的影响:调节可调电位器p R 的值,可以改变负反馈的深度,p R 值在起振和临界失真之间,p R 越大,输出波形振幅越大。
文氏电桥振荡电路原理一、引言文氏电桥振荡电路是一种常见的正弦波振荡电路,其原理是通过文氏电桥的平衡条件,使得反馈网络中的信号形成正反馈,从而实现振荡。
本文将详细介绍文氏电桥振荡电路的原理。
二、文氏电桥简介文氏电桥是由美国物理学家奥斯汀·福特·文氏于1920年发明的一种用于测量电阻和容抗值的仪器。
它由四个分别为R1、R2、C1和C2的元件组成,如图1所示。
图1 文氏电桥当该电桥中两个对角线上的节点具有相同的电势时,即满足平衡条件时,可以得到以下公式:R1C1 = R2C2三、文氏振荡器原理文氏振荡器由放大器和反馈网络组成。
放大器将输入信号进行放大后,送入反馈网络中。
在反馈网络中,信号会经过一个相位移动,并与放大器输出信号相加。
如果反馈网络中的相位移动为360度,则输出信号与输入信号相位差为0度,即形成了正反馈。
图2 文氏振荡器在文氏电桥振荡电路中,反馈网络由两个电容C3和C4组成,如图3所示。
图3 文氏电桥振荡电路当文氏电桥平衡时,有:R1C1 = R2C2又因为:C3 + C4 = C1 + C2所以可以得到:R1R2 = (C1 + C2)(C3 + C4)当文氏电桥不平衡时,输出信号将会被放大并送回反馈网络中。
如果反馈网络中的相位移动为360度,则输出信号与输入信号相位差为0度,即形成了正反馈。
在这种情况下,输出信号将会继续增大,直到放大器达到饱和状态或者其他非线性效应出现。
四、工作原理文氏电桥振荡电路的工作原理可以分为以下几个步骤:1. 初始状态:文氏电桥处于平衡状态,没有输入信号。
2. 扰动状态:当有微小的扰动输入时,文氏电桥将不再平衡。
这个扰动可以来自于任何一个元件的微小变化。
3. 放大器放大:扰动信号被放大器放大,并送入反馈网络中。
4. 相位移动:扰动信号在反馈网络中经过一个相位移动。
5. 正反馈:如果反馈网络中的相位移动为360度,则输出信号与输入信号相位差为0度,即形成了正反馈。
新疆大学课程设计报告所属院系:电气工程学院_________________ 专业: ____________________ 自动化_________________ 课程名称:_________ 电子技术基础A _____________ 设计题目:文式桥振荡电路的设计班级: _______________________________学生姓名: ________________________________学生学号: ______________________________________ 指导老师: _________________完成日期:________________ 2013.7.13 ___________课程设计题目:文式桥振荡电路的设计要求完成的内容:设计一个文式桥正弦波振荡器。
指标条件如下:■n ■ ■・w ■w ■ rn ■m ■ ■■n ■■ ■ ns ■■ ■ n■ ■ inr・m振荡频率为f o=2kHz,输出幅值实测,输出端设置电压跟随器。
建议运算放大器■rv ■■ v^MBS^BB^^^eaBK^E^rn! ■■BTB^W**-!!■■■■■■VBB^^^RVBS■!n!^wa-r aa-r ^BST ■■■«选用(LM741 或LM353。
要求:(1)根据设计要求,确定电路的设计方案,初选电路元器件,设置参数。
;n・・・・・・・i^M・・n・^^^u・・・n^wn・・・・-・・^^M!・・・T>・^wn! a-a s-e ■ ■ ■■■!■-■・・・・H■■■!・・・・UP ait・・・■(2)仿真分析、测量电路的相关参数,修改、复核,使之满足设计要求。
(3)综合分析计算电路参数,验证满足设计要求后,认真完成设计报告电气工程学院课程设计报告文式桥振汤电路的设计一.设计方案根据设计要求,需要设计一个文式正弦波振荡器,并要求其输出端接一个电压跟随器。
《文氏振荡电路产生正弦波》心得笔记总结:该电路是由“同向比例运算电路”演变而来,在运放的输出接RC串并联选频网络作为反馈回路接到运放的输入端(同向端);由于电路自身的自激将产生微量的电信号,其中含有各种频率成分分量,但幅值较小,自激信号经过输出正反馈(经过计算RC串并联反馈在预选频率w。
上反馈比例为1/3)到运放的同向端作为输入进行放大,当同向比例放大电路设置放大倍数大于三倍时,整个电路将达到起振的条件;而其他频率成分分量由于不满足反馈回来的信号和输出端相位相同,这些频率成分分量将不能跟随W。
一起被放大输出,继续保持原来微小的幅值或将随着衰减而消失。
如此便实现了匹配相应的R 、C,选择出想要的频率分量进行放大,获得期望的频率的放大了的信号。
调节该同向比例放大电路的负反馈系数,增大同向比例放大电路的放大倍数,可以增大所选择输出的信号的幅值。
问题及分析:1. 整个文氏电桥电路产生的正弦信号是来自哪里?答:电路中获得的正弦信号是源于电路通电瞬间产生的微小自激信号,该自激信号中含有各种频率分量;整个电路的RC串并联正反馈部分将所要的频率分量从系统电路的输出端选择出来接入同向比例放大电路的输入端进行放大后、稳幅得到想要的正弦波形。
2.起振的幅值条件R f/R1>=2;相位平衡条件:ϕA+ϕF=2nπ分别代表什么意思?答:起振的幅值条件R f/R1>=2;其中同乡比例放大电路的A u表示电路的放大倍数,F表示由输出反馈到同向端作为输入信号的反馈系数,通过此正反馈将输出端的F倍Uo反馈回来作为输入信号通过同乡比例放大电路进行A u放大;同向比例放大倍数对输入信号进行放大,RC串并联正反馈电路对输入信号进行缩小(|F|<1),只有当满足∣A u F∣ >= 1时,电路中的自激微小信号才能被选频网络选出并不断的放大,最终通过稳幅电路达到振幅平衡;其中要使∣A u F∣>= 1,则要求R f/R1>=2(满足相位平衡时,选择出角频率为W。
晶体管文氏电桥振荡电路晶体管文氏电桥振荡电路是一种常见的振荡电路,由晶体管和电阻、电容等元件组成。
它的振荡频率可以通过调节电阻和电容的值来实现。
本文将从晶体管文氏电桥振荡电路的原理、特点和应用等方面进行详细介绍。
一、晶体管文氏电桥振荡电路的原理晶体管文氏电桥振荡电路是由晶体管和电阻、电容等元件组成的,其原理基于正反馈和RC振荡的特性。
在这个电路中,晶体管和电容构成一个RC网络,通过正反馈的作用使电路产生自激振荡。
具体来说,当电源接通时,晶体管的基极电流开始增大,使集电极电流也增大。
同时,电容开始充电,当电容电压达到某个阈值时,晶体管开始导通,导通后电容开始放电,使晶体管失去饱和状态。
随后,晶体管再次截止,电容再次开始充电,如此循环,形成振荡现象。
晶体管文氏电桥振荡电路具有以下几个特点:1. 稳定性好:由于晶体管的指数特性和电容的积分特性,使得振荡频率相对稳定。
2. 需要外部电源:晶体管文氏电桥振荡电路需要外部电源提供能量,才能产生振荡。
3. 可调节频率:通过调节电阻和电容的值,可以调节振荡电路的频率。
4. 输出波形正弦:由于RC网络的特性,晶体管文氏电桥振荡电路的输出波形为正弦波。
三、晶体管文氏电桥振荡电路的应用晶体管文氏电桥振荡电路在实际应用中具有广泛的用途,主要包括以下几个方面:1. 信号发生器:由于晶体管文氏电桥振荡电路输出波形为正弦波,可以作为信号发生器使用,用于实验室测试、无线通信等领域。
2. 频率调制解调器:振荡电路的频率可以通过调节电阻和电容的值来实现,因此可以用于频率调制解调器中。
3. 时钟电路:振荡电路可以产生稳定的振荡信号,因此可以用作时钟电路,用于计算机、通信设备等领域。
4. 音频放大器:振荡电路可以产生正弦波信号,因此可以作为音频放大器的输入信号源,用于音响设备等领域。
晶体管文氏电桥振荡电路是一种常见的振荡电路,通过晶体管和电阻、电容等元件的组合,实现了正弦波的产生。
它具有稳定性好、可调节频率等特点,并在信号发生器、频率调制解调器、时钟电路、音频放大器等领域有广泛的应用。
低失真文氏电桥正弦波振荡电路
电路的功能
文氏电桥电路一直被作为正弦波发生电路使用,需要在低频范围产生低失真波形时可以采用这样电路。
改变电阻RO或电容器CO可获得数百千赫兹以下的振荡频率。
电路工作原理
振荡原理是当环路内移相量是0度或360度的整数倍,环路放大倍数大于1 时,电路便会产生振荡。
若振荡增大,电路就会饱和,所以需要振幅稳定电路。
文氏电桥电路谐振时的衰减量为1/3,为了起振,反馈放大器A1的电压放大倍数必须大于3。
参数无系数的文氏电桥电路的振荡频率FO由FO=1/2πCO.RO确定。
电容器CO的容量应保证基电抗XO在1K~数面千欧姆,决定CO的容量后,再根据RO=1/2πFO.CO求出RO的阻值。
振幅稳定电路是利用结型FET漏极-源极电阻受电压控制,阻值可变。
如FET的漏电压增大时,波形失真也会增加,所以用反相放大器A2把振荡放大大约3倍,然后再由A1把电平降低到1/3。
并在漏级-栅级之间加局部反馈
(R3、R4)。
振幅控制环路是用OP放大器A3把齐纳二极管产生的基准电压与由D1把
A2输出经整流的电流平均值加以比较、积分,对FET的栅极电压进行控制。
为了抵消整流二极管的温度系数,在基准电压电路加了补偿二极管D2。
电容器C2用来确定积分时间常数,容量小响应快,但整流电路会产生脉动,增加滤形失真。
电阻R5的作用是使积分电路产生超前补偿,可以加快响应速。
文氏电桥振荡电路分析近年来,文氏电桥振荡电路成为各种科学和工程应用的核心技术,如通讯、网络、控制、信号处理等等。
它由电路中最重要的控制元件文氏电桥提供所需要的电路模型,可以用来设计按照预期的振荡情况运行的电路系统。
由此可见,对于文氏电桥振荡电路的理解是重要的,本文将针对文氏电桥振荡电路分析这一问题进行深入研究,以期为相关应用提供参考。
首先介绍文氏电桥振荡电路的基本原理。
文氏电桥振荡电路的基本原理是电流控制电路模型,它由四个基本组件组成,即电阻R、电容C、绝缘变压器T和电感L,它们组合在一起构成文氏电桥振荡电路,在这种电路中,电流循环的过程和时间常数τ随元件直流和交流参数的变化而变化,从而改变振荡的特性。
其次要介绍文氏电桥振荡电路的工作特性。
文氏电桥振荡电路的工作特性非常复杂,它可以根据电路中电路组件参数的变化而产生不同的正弦波,满足系统的需求,此外,它可以根据开关的状态自动调节电路的振荡频率,并且表现出良好的安定性。
此外,需要介绍文氏电桥振荡电路的应用。
文氏电桥振荡电路在各种领域都有着广泛的应用,其中最突出的是通讯领域,它可以用来实现高品质的数字转换,提高系统的工作效率,另外,它还可以应用在量子计算、可编程逻辑电路设计、超声通讯等领域中。
最后,要提出文氏电桥振荡电路的发展趋势。
在将来,文氏电桥振荡电路将继续向更加简单、低成本、高性能的方向发展,更多的新型智能元件将被发明,以满足不断增加的应用需求;另外,文氏电桥振荡电路也会更加安全可靠,抗干扰能力也将会大大增强,从而更加稳定;而且,文氏电桥振荡电路的可配置性将会得到大大提升,以满足不同领域的需求;最后,文氏电桥振荡电路的控制能力也将会有所提升,可以应用于各种复杂的系统中。
综上所述,文氏电桥振荡电路可以说是近年来科技发展的一大重要贡献,它可以满足不断发展的各种应用,并且还将朝着更加简单、低成本、高性能的方向发展。
本文对文氏电桥振荡电路进行了全面的分析,希望能为相关应用提供参考。
文氏电桥正弦波振荡电路1[精品] 文氏电桥正弦波振荡电路(2007.4.27总结)一、振荡原理如上图所示,信号Xi经过一个放大环节A放大后得到放大信号Xo=A*Xi。
如果在上图中加一个反馈环节,如下图所示:Xo经过反馈环节F后得到反馈信号Xf=A*F*Xi。
当反馈信号Xf与输入信号Xi 幅值和相位都相同时,即以Xf作为输入Xi,则可以在输出端维持原有的信号Xo,也就是自激。
所以,要使得上图中的系统平衡,则应有A*F=1。
即|A*F|=1(幅度平衡条件)且Ψa+Ψf=2*n*PI (n为整数) Ψa和Ψf分别为A、F的幅角,此式说明反馈环节F是一个正反馈。
A*F=1是振荡平衡的条件,也就是可维持等幅振荡输出;如果A*F<1,则电路的振荡输出将越来越小,直到停止振荡;如果A*F>1,振荡电路的输出将越来越大,直到电路中器件达到饱和或者截止。
所以电路维持等幅振荡的唯一条件是A*F=1。
二、振荡的建立和稳定前面讨论的自激振荡条件,是假设先给振荡电路的放大环节有一个外加的输入信号。
但实际振荡电路一般不会外加激励信号。
对于一个正弦波振荡器来说,有一个选频网络,所以振荡电路只可能在某一个频率f0下满足相位平衡的条件(在后面的内容中将会对此做详细的叙述)。
放大电路中存在噪声或干扰(例如接通直流电源时电路中就会产生电压或者电流的瞬变过程),它的频谱范围很广,必然包括振荡频率的分量。
这些噪声和干扰经过选频网络选频后,只有f0这一频率分量满足相位平衡条件,只要此时A*F>1则可以增幅振荡,将此信号放大,建立起振荡。
而除了f0之外的其他频率的分量则衰减。
所以电路起振的条件为A*F>1且Ψa+Ψf=2*n*PI(n为整数)。
除了要求电路的相位满足条件之外还要满足|A*F|>1。
从A*F>1到A*F=1:接通电源后,频率为f0的分量将逐渐增大,当幅值达到一定程度后,放大环节的非线性期间就会接近甚至进入非线性工作区(饱和区或者截止区),这时候放大增益A将逐渐下降,输出波形产生失真,所以经过选频网络后其输入也将随之下降。
文氏电桥正弦波振荡电路文氏电桥正弦波振荡电路是一种基于反馈机制的电路,其具有稳定性高、频率精确等特点,被广泛应用于科学研究和工程实践中。
本文将从原理、电路设计、电路参数选择和实验结果等方面介绍文氏电桥正弦波振荡电路。
一、原理文氏电桥正弦波振荡电路的基本原理是利用反馈作用,使电路产生无衰减的振荡输出。
具体而言,电路中的电阻、电容和二极管等元件按一定的组合方式组成文氏电桥,而在桥路两侧则连有放大器,形成反馈回路。
在适当的条件下,电路会自动产生电流变化,进而输出一定频率的正弦波信号。
二、电路设计文氏电桥正弦波振荡电路的电路设计分为数个环节。
首先需要确定电路的振荡频率,然后根据频率选择合适的电容和电阻,进而计算桥路的元件数值。
接下来需要设计合适的反馈放大器电路,以及通过电压稳压电路来为电路提供稳定的电源。
最后将设计好的电路原理图转化为PCB电路板的布局和线路连接。
三、电路参数选择在具体的电路设计中,需要根据实际需要来确定电路元件的数值和参数。
一般而言,电路的振荡频率和输出幅度是最为重要的参数。
对于振荡频率而言,需要选择合适的电容和电阻来计算桥路的RC值。
同时还要考虑到放大器的增益和回路的稳定条件等问题。
对于输出幅度而言,则需要控制放大器的放大倍数和主反馈路径的电阻值等参数。
四、实验结果实验结果表明,文氏电桥正弦波振荡电路能够稳定产生一定频率的正弦波输出。
同时对于不同频率和不同电路参数的组合,电路的输出特性也不同。
实验中还可以通过调整电路参数和反馈路径来调制输出信号的相位和形状。
综合而言,文氏电桥正弦波振荡电路是一种基于反馈机制和RC 元件的电路,具有很多优良的特性。
在实际应用中,可以根据具体需求和实验条件进行合适的修改和调整,以产生更加稳定、精确和可控的信号输出。
文氏电桥正弦波振荡电路
(2007.4.27总结)
一、振荡原理
如上图所示,信号Xi经过一个放大环节A放大后得到放大信号Xo=A*Xi。
如果在上图中加一个反馈环节,如下图所示:
Xo经过反馈环节F后得到反馈信号Xf=A*F*Xi。
当反馈信号Xf与输入信号Xi幅值和相位都相同时,即以Xf作为输入Xi,则可以在输出端维持原有的信号Xo,也就是自激。
所以,要使得上图中的系统平衡,则应有A*F=1。
即|A*F|=1(幅度平衡条件)
且Ψa+Ψf=2*n*PI(n为整数)Ψa和Ψf分别为A、F的幅角,此式说明反馈环节F是一个正反馈。
A*F=1是振荡平衡的条件,也就是可维持等幅振荡输出;如果A*F<1,则电路的振荡输出将越来越小,直到停止振荡;如果A*F>1,振荡电路的输出将越来越大,直到电路中器件达到饱和或者截止。
所以电路维持等幅振荡的唯一条件是A*F=1。
二、振荡的建立和稳定
前面讨论的自激振荡条件,是假设先给振荡电路的放大环节有一个外加的输入信号。
但实际振荡电路一般不会外加激励信号。
对于一个正弦波振荡器来说,有一个选频网络,所以振荡电路只可能在某一个频率f0下满足相位平衡的条件(在后面的内容中将会对此做详细的叙述)。
放大电路中存在噪声或干扰(例如接通直流电源时电路中就会产生电压或者电流的瞬变过程),它的频谱范围很广,必然包括振荡频率的分量。
这些噪声和干扰经过选频网络选频后,只有f0这一频率分量满足相位平衡条件,只要此时A*F>1则可以增幅振荡,将此信号放大,建立起振荡。
而除了f0之外的其他频率的分量则衰减。
所以电路起振的条件为A*F>1且Ψa+Ψf=2*n*PI(n为整数)。
除了要求电路的相位满足条件之外还要满足|A*F|>1。
从A*F>1到A*F=1:接通电源后,频率为f0的分量将逐渐增大,当幅值达到一定程度后,放大环节的非线性期间就会接近甚至进入非线性工作区(饱和区或者截止区),这时候放大增益A将逐渐下降,输出波形产生失真,所以经过选频网络后其输入也将随之下降。
形成失真振荡。
所以为了避免失真振荡,应尽量避免放大器件进入非线性工作区。
解决办法是在放大器件在没有进入非线性工作期前加稳幅环节,使A*F从大于1逐渐减小到1,从而达到稳幅振荡的目的。
三、文氏电桥振荡电路
1.选频网络
RC串联臂的阻抗用Z1表示,RC并联臂的阻抗用Z2表示。
在设计过程中为了使频率可调,可以先选定电容C,再根据所要得到的频率范围选择电位器代替R。
当 f = f0 时的反馈系数|F|=1/3 ,且与频率f0 的变化无关。
此时的相角 F=0 °。
即改变频率不影响反馈系数和相角,在调节谐振频率的过程中,不会停振,也不会使输出幅度改变。
反馈网络为正反馈,满足相位平衡条件。
2.放大环节
由起振条件|A*F|>=1。
所以放大环节的放大倍数A>=3。
即Af=1+(R3/R4)>=3 3.稳幅过程
(1).用热敏电阻稳幅。
RC文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻R4实现的。
R4是正温度系数热敏电阻,当输出电压升高,R4上所加的电压升高,即温度升高,R4的阻值增加,负反馈增强,输出幅度下降。
反之输出幅度增加。
若热敏电阻是负温度系数,应放置在R3的位置。
热敏电阻稳幅可以得到失真较小的波形,但是受环境温度影响较大,输出幅值随温度改变而改变。
(2).反并联二极管稳幅。
利用二极管的非线性自动调节负反馈的强弱来控制输出电压的恒定。
振荡过程中D1、D2将交替导通和截止,总有一个处于正向导通状态的二极管与R3并联,由于二极管正向电阻rd随ud增大而下降,因此负反馈随振幅上升而增强,也就是说A随振幅增大而下降,直到满足振幅平衡条件为止。
二极管稳幅电路简单又经济,但波形失真较大,适用于要求不高的场合。