RC振荡器.doc

RC振荡器
RC正弦波振荡器
,RC并联电路阻抗,当输入电压表示,频率越低,输出电压
Z
1
为RC串联电路阻抗,
Z
2
为
U
1
的频率较低时,R<<1/wc,选频网络近似为高通电路来
U
2
越小,
U
2
超前于
U
1
的相位角也越大;当
U
1
的频率较高
时,R>>1/wc,选频网络近似为低通电路来表示,频率越高,输出电压于
U
2
越小,
U
2
滞后
U
1
的相位角也越大。由此可知推知,RC串并联电路在某一频率上,其输出电压幅度有
最大值,相位角为0。
RC串并选频网络
由图a可以写出RC串并联选频网络的电压传输系数为: F=
U/U=Z
2
1
2
/(
Z+Z
1
2
)
1jwc1
其中 Z1=R+ Z2=
1jwc
R+
jwc
R
得: F=
1
1
3+j(wRC-)
wRC
令
w=1/RC ,则上式可简化为
F=
13+j(
-0)0ww
由此可得RC串并联选频网络的幅频特性和相频特性为;
F=
1
ww09+(-)w0w
w
2
?
13
f
= --- arctan[
-00w
3
]
,
(a)
RC串并网络的频率特性
(b)
由图可知,当w=
w时,F达到最大值,等于1/3,相位角?
f
为0,即输出电压的振
幅等于输入电压振幅的1/3,输出电压输入电压同相位,所以RC串并联网络具有选频作用。 2、RC桥式振荡器
如图所示,RC桥式振荡器由集成运算放大器、RC串并联正反馈选频网络和负反馈电路组成。
F等于1/3,w时,
?
f
为0,因此,只要放大器的放大倍数A>3,
?
f
=2nπ,就能使电路满足自激振
荡的振幅和相位起振条件,产生自激振荡。
振荡器的振荡频率取决于RC串并联选频网络的参数。由 w=1/RC可求得振荡频率为:0
f0=1
2 RC
(左图+ - 标错)
由于集成运放构成同相放大,所以输出电压与输入电压同相,满足振荡的相位条件,另外,由运放的基本理论可知,同相放大的闭环增益为
A=1+(。可见,只要RR/R)212>2R,振荡电路就能满足振荡的幅度起振条件。1
从原理上说,为了使振荡器容易起振,要求R2>>R,即A>>3。不过这样电路会形成很1
强的正反馈,振荡幅度增长很快,致使运放工作进入很深的线性区域后,方能使电路满足振荡平衡条件AF=1,建立起稳定的振荡。由于RC串并联网络的选频作用较差,不能有效滤除高次谐波分量,当放大器进入非线性区域后,振荡波形将会产生严重的失真。所以,为了改善输出电压波形,又能限制振荡幅度的增长,采用以下两个方法:
1、引入负反馈以减小和限制放大器的增益,使在开始时放大器增益略