鉅大LARGE | 點擊量:8114次 | 2020年02月11日
rc振蕩電路詳解_rc振蕩電路工作原理
RC振蕩電路,采用RC選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成,適用于低頻振蕩,一般用于產(chǎn)生1Hz~1MHz(fo=1/2πRC)的低頻信號。對于RC振蕩電路來說,增大電阻R即可降低振蕩頻率,而增大電阻是無需增加成本的;而對于LC振蕩電路來說,一般產(chǎn)生的正弦波頻率較高,若要產(chǎn)生頻率較低的正弦振蕩,勢必要求振蕩回路要有較大的電感和電容,這樣不但元件體積大、笨重、安裝不便,而且制造困難、成本高。因此,200kHz以下的正弦振蕩電路,一般采用振蕩頻率較低的RC振蕩電路。
電路特點
對于RC振蕩電路來說,增大電阻R即可降低振蕩頻率,而增大電阻是無需增加成本的。常用LC振蕩電路產(chǎn)生的正弦波頻率較高,若要產(chǎn)生頻率較低的正弦振蕩,勢必要求振蕩回路要有較大的電感和電容,這樣不但元件體積大、笨重、安裝不便,而且制造困難、成本高。因此,200kHz以下的正弦振蕩電路,一般采用振蕩頻率較低的RC振蕩電路。
常用類型
RC移相式振蕩器
具有電路簡單,經(jīng)濟方便等優(yōu)點,但選頻作用較差,振幅不夠穩(wěn)定,頻率調(diào)節(jié)不便,因此一般用于頻率固定、穩(wěn)定性要求不高的場合。其振蕩頻率為:fo=1/(2πRC)
RC橋式振蕩器
將RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)和放大器結(jié)合起來即可構(gòu)成RC振蕩電路,放大器件可采用集成運算放大器。
如圖所示,RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)接在運算放大器的輸出端和同相輸入端之間,構(gòu)成正反饋,Rf、R1接在運算放大器的輸出端和反相輸入端之間,構(gòu)成負反饋。正反饋電路和負反饋電路構(gòu)成一文氏電橋電路(如圖右所示),運算放大器的輸入端和輸出端分別跨接在電橋的對角線上,所以,把這種振蕩電路稱為RC橋式振蕩電路。
(如圖)振蕩信號由同相端輸入,故構(gòu)成同相放大器,輸出電壓Uo與輸入電壓Ui同相,其閉環(huán)電壓放大倍數(shù)等于Au=Uo/Ui=1+(Rf/R1)。而RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)在ω=ωo=1/RC時,F(xiàn)u=1/3,εf=0,所以,只要|Au|=1+(Rf/R1)》3,即Rf》2R1,振蕩電路就能滿足自激振蕩的振幅和相位起振條件,產(chǎn)生自激振蕩,振蕩頻率fo=1/2πRC
采用雙聯(lián)可調(diào)電位器或雙聯(lián)可調(diào)電容器即可方便地調(diào)節(jié)振蕩頻率。在常用的RC振蕩電路中,一般采用切換高穩(wěn)定度的電容來進行頻段的轉(zhuǎn)換(頻率粗調(diào)),再采用雙聯(lián)可變電位器進行頻率的細調(diào)。
選頻特性
RC振蕩電路的電路結(jié)構(gòu)如下圖所示:
分析下圖中公式可知:僅當(dāng)w=w0時,達最大值,且u2與u1同相,即網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性,fo決定于RC。
RC振蕩電路的選頻特性如下圖所示:
RC振蕩電路工作原理
1、起振過程
2、穩(wěn)定振蕩
3、振蕩頻率
振蕩頻率由相位平衡條件決定。jA=0,僅在f0處jF=0滿足相位平衡條件,所以振蕩頻率f0=1/2πRC??赏ㄟ^改變開關(guān)的位置來改變選頻網(wǎng)絡(luò)的電阻,實現(xiàn)頻率粗調(diào);通過改變電容C的大小實現(xiàn)頻率的細調(diào)。
4、起振及穩(wěn)定振蕩的條件
考慮到起振條件AuF》1,一般應(yīng)選取RF略大2R1。如果這個比值取得過大,會引起振蕩波形嚴(yán)重失真。
由運放構(gòu)成的RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路不是靠運放內(nèi)部的晶體管進入非線性區(qū)穩(wěn)幅,而是通過在外部引入負反饋來達到穩(wěn)幅的目的。
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