第十九讲_正弦波振荡电路振荡条件及RC正弦波振荡电路

RC正弦波振荡电路1. 技术指标1.1 初始条件直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具设计、组装、调试RC正弦波振荡电路电路，使其能产生幅度稳定的低频振荡。

1.2 技术要求设计、组装、调试RC正弦波振荡电路电路，使其能产生幅度稳定的低频振荡2. 设计方案及其比较2.1 方案一RC文氏电桥振荡器：电路结构：放大电路，选频网络，正反馈网络和稳幅环节四个部分。

电路如图A所示：图A RC文氏电桥振荡器原理图1电路中噪声的电磁干扰就是信号来源，不过此频率信号非常微弱。

这就要求振荡器在起振时做增幅振荡，既起振条件是|AF|>1。

放大电路保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，本设计采用通用集成运放电路。

选频网络兼正反馈网络RC串并联网络使电路产生单一的频率振荡，本设计要求产生500Hz的正弦波，采用RC串并联选频网络，中心频率f0=500 Hz，ω=1/RC,则f0=1/2πRC，故选取C=0.2uF,故R=1.6K另外还增加了R1和RF负反馈网络，合理的选择R1和RF可以保证环路增益大于一。

电压放大倍数A=1+(RF/R1), 因为产生振荡的最小电压放大倍数为3，所以RF>=2R1，通过仿真，我选择R1=5K,RF=20K的滑动电阻。

一开始波形失真很严重，当调到35%，就是大约7K时，出现失真很小的正弦波，测得周期为2.16ms，频率F=1000/2.16=463KH,误差较小，基本符合要求。

仿真波形如下图B所示图B RC文氏电桥振荡器仿真波形图2作用是使输出信号的幅值稳定，本实验采用双向并联二极管作为稳幅电路。

利用电流增大时二极管动态电阻减小，电流减小时二极管动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。

2.2 方案二RC移相振荡器电路结构电：由反向输入比例放大器，电压跟随器，和三节RC相移网络组成。

电路如图C所示：图C RC移相振荡器原理图电路原理：放大电路的相移为-180度，利用电压跟随器的阻抗变换作用减小放大电路输入电阻R1对RC相移网络的影响。

RC正弦波振荡器是一种常见的电路设计，用于产生稳定的正弦波信号。

其起振条件可以简要概述如下：
1. **元件值要求**：该振荡器需要使用电阻（R）和电容（C）这两个元件。

其中，电容C 起到存储电能的作用，而电阻R则对电容的充电和放电过程起到阻碍作用。

具体而言，充电时间常数（τ=RC）必须大于1，即R和C的乘积必须足够大。

这样，电路中的电荷可以稳定地累积和释放，形成稳定的振荡。

2. **直流电源电压要求**：振荡器需要一个稳定的直流电源电压，该电压通过电阻R对电容C进行充电。

充电过程会在电阻上产生压降，逐渐减小电容两端的电压。

当电压降至某一阈值时，电容开始通过RC电路放电，产生一个正弦波信号。

这一放电过程会持续进行，形成稳定的正弦波振荡。

3. **相位条件要求**：RC振荡器的相位条件通常是指电容放电开始时，信号相位应接近或超过180度。

这意味着放电过程必须在充电过程的一半以上完成时开始，这样才能保证输出信号为稳定的正弦波。

4. **频率条件要求**：电容C的值决定了振荡器的频率。

C的值越小，频率越高。

在实际应用中，可以通过选择合适的电阻和电容值，使振荡器工作在需要的频率范围内。

总结以上条件，一个基本的RC正弦波振荡器需要足够大的充电时间常数、稳定的直流电源、接近或超过180度的相位条件，以及合适的频率范围。

满足这些条件后，电路就能正常起振并产生稳定的正弦波信号。

需要注意的是，在实际应用中，还需要考虑电路的其他因素，如噪声、非线性等，以确保振荡器的性能满足需求。

正弦波振荡电路是一种电路设计，能够产生稳定的正弦波输出。

为了实现振荡，正弦波振荡电路需要满足以下条件：
放大增益条件：振荡电路中的放大器必须具有足够的放大增益。

放大器将输入信号放大，并将一部分输出信号反馈到输入端，以维持振荡。

放大增益必须大于1，以补偿电路的损耗和反馈信号的衰减。

正反馈条件：振荡电路需要具有正反馈回路。

正反馈会将一部分输出信号反馈到输入端，形成自激振荡。

反馈信号必须足够强以保持振荡。

相位条件：正弦波振荡电路的反馈回路必须具有相位延迟为360度的特性。

相位延迟确保反馈信号与输入信号同相或反相，从而维持振荡的稳定性。

振荡频率条件：振荡电路的频率由电路元件和参数决定。

为了产生稳定的正弦波输出，电路的增益和相位特性必须在特定频率上产生正反馈。

振荡起始条件：振荡电路需要一定的启动条件，以开始振荡。

这可以通过外部信号或电路内部的初始扰动实现。

这些条件的具体实现方式和参数取决于所使用的正弦波振荡电路的类型和拓扑结构。

常见的正弦波振荡电路包括RC相移振荡器、LC谐振振荡器、晶体振荡器等。

每种电路都有其特定的振荡条件和设计要求。

RC正弦波振荡电路的起振条件主要包括两个方面：
1.外加信号源的幅度必须足够大。

这是因为RC电路一旦开始振荡，振荡信号
的幅度会不断增长，直到达到稳定状态。

如果外加信号源的幅度较小，无法引发电路的振荡。

2.放大器必须具有足够的增益和相位移动。

放大器的作用是放大振荡信号的幅
度，并引入一定的相位移动。

如果放大器的增益和相位移动不足以抵消电路中的损耗，电路将无法达到振荡状态。

此外，具体的起振条件还取决于RC电路中电阻和电容的具体参数值。

例如，根据设计频率和电容值，可以计算出所需的电阻值，以产生所需的频率和幅度。

综上所述，为了使RC正弦波振荡电路起振，需要同时满足多个条件，包括足够的外加信号源幅度、放大器的足够增益和相位移动，以及适当的电阻和电容参数值。

rc正弦波振荡电路起振条件
RC正弦波振荡电路起振条件为：
1.正反馈条件：电路中存在正反馈回路。

在RC正弦波振荡电路中，通常是通过将电容器与电阻器串联连接，并将串联电路的输出端与输入端相连接，形成一个正反馈回路。

2.幅度放大条件：电路中存在幅度放大器。

幅度放大器能够使输入信号的幅度增大，以满足正反馈条件下振荡电路的放大要求。

3.相位条件：振荡电路的相位变化必须满足一定的条件，使得振荡电路能够产生稳定的正弦波输出。

通常，相位条件要求振荡电路的相移为360度或者整数倍的360度。

4.频率选择条件：振荡电路中存在频率选择网络，用于选择振荡电路的工作频率。

频率选择网络通常由电感、电容、电阻等元件组成，能够使得振荡电路只在特定的频率范围内振荡。

当以上条件都满足时，RC正弦波振荡电路才能起振并输出稳定的正弦波信号。

rc正弦波振荡电路
RC正弦波振荡电路是一种基于电容和电阻的电路，它可以产生稳定的正弦波输出。

这种电路常用于信号发生器和频率调整电路。

电路图如下所示：
```
R C
+---^----->|---+---->|-----+
| | |
| | |
| _|_ |
| | | |
| V_in | ^ | |
+---^-----------+|_|-------+
```
其中，R表示电阻，C表示电容，V_in表示输入的直流电压。

正弦波振荡电路工作原理如下：
1. 初始情况下，电容C的电压为0，电容上没有电荷。

2. 当输入电压V_in施加到电路上时，C开始充电。

3. 由于电路中存在电阻R，C充电的速度受到阻尼作用。

4. 随着时间的推移，C的电压逐渐增大，直到它达到与
V_in相等的电压。

5. 当C的电压达到峰值后，电容开始放电。

6. 放电过程中，电压降低，直到电压减小到接近0的程度。

7. 当C的电压降低到一定程度时，它又开始充电，循环重复。

8. 由于阻尼作用，电压的上升和下降过程是平滑的，从而
产生了正弦波输出。

值得注意的是，RC正弦波振荡电路的频率取决于电容C的值和电阻R的值。

你可以根据具体的需求选择合适的RC 值，以获得所需的振荡频率。

正弦波振荡电路的振荡条件图1a为正反馈放大电路方框图。

由图可知，，为反馈信号,它是信号经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后得到的，如果与在大小和相位上都一致，那么，就可以使输入信号，将直接输入端，形成如图1b所示的闭环系统，因此，从结构上看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。

振荡条件由于，便有或（1）上式中设，，则可得即（2）n=0, 1, 2, (3)式（2）称为振幅平衡条件，而式（3）则称为相位平衡条件，这是正弦波振荡电路产生持续振荡的两个条件。

值得注意的是，从负反馈放大电路的自激条件（）或振荡电路的振荡条件（）可以看出，两者的振幅条件均为1，但相位条件不一样。

振荡频率振荡电路的振荡频率f0是由式（3）的相位平衡条件决定的。

一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这个频率就是f0，这就要求在环路中包含一个具有选频特性的网络，简称选频网络。

它可以设置在放大电路中，也可设置在反馈网络中，它可以用R、C元件组成，也可用L、C元件组成。

用R、C元件组成选频网络的振荡电路称为RC振荡电路，一般用来产生1Hz~1MHz范围内的低频信号；而用L、C元件组成选频网络的振荡电路称为LC振荡电路，一般用来产生1MHz以上的高频信号。

起振与稳幅前面所讲的振幅平衡条件，是指振荡电路中已进入稳态振荡而言的。

欲使振荡电路能自行建立振荡，就必须满足的条件。

这样，在接通电源后，振荡电路就有可能自行起振，或者说能够自激，最后趋于稳态平衡。

由于正弦波振荡电路中的放大器件是工作在线性区（RC振荡电路）或接近线性区（LC振荡电路），因此在分析中，可以近似按线性电路来处理。

RC正弦波振荡电路图RC正弦波振荡电路图:二：RC正弦波振荡电路常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路，它又被称为文氏桥正弦波振荡电路。

串并联网络在此作为选频和反馈网络。

它的电路图如图（1）所示：它的起振条件为：。

它的振荡频率为：它主要用于低频振荡。

要想产生更高频率的正弦信号，一般采用LC正弦波振荡电路。

它的振荡频率为：。

石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定，它常用于振荡频率高度稳定的的场合。

下面还是RC正弦波电路图:采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路,它适用于低频振荡,一般用于产生1Hz1MHZ的低频信号.常用RC振荡电路有RC桥氏振荡电路和RC移相式振荡电路.本节只重点介绍由串并联选频网络构成的RC桥式振荡电路.一、RC网络的频率响应RC串并联网络的电路如下图所示。

RC串联臂的阻抗用Z1表示， <--IWMS_AD_BEGIN--><--IWMS_AD_END-->RC并联臂的阻抗用Z2表示。

其频率响应如下:当R1=R2=R，C1=C2=C则有幅频特性::相频特性：?由上图可见,当时,达到最大值并等于1/3,相位移为00,输出电压与输入电压同相,对于该频率,所取的输出电压即幅度是最大的,所以RC串并联网络具有选频作用.二、RC桥式振荡电路（1） ?RC桥式振荡电路的构成RC桥式振荡电路如图所示，RC 串并联网络接在运算放大器的输出端和同相输入端构成了带有选频作用的正反馈网络，另外Rf、R1接在运算放大器的输出端和反相输入端之间，与集成运放一起构成负反馈放大电路.由下图可见,正反馈电路与负反馈电路构成一文氏电桥电路,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RC桥式振荡电路.对于负反馈放大电路，输入信号由同相端输入（即振荡信号由此输入），根据虚短、虚断可求得负反馈闭环电压放大倍数选频网络在f0时振幅起振条件：相位起振条件：(2) RC文氏桥振荡电路的稳幅过程RC桥式振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻Rf实现的。