RC振荡电路基础学习知识原理.doc
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1、!-RC正弦波振荡电路 RC串并联网络 RC桥式正弦波振荡电路的主要特点是采用RC串并联网络作为选频和反馈网络,因此我们必须先了解它的频率特性,然后再分析这种正弦振荡电路的工作原理。1 定性分析 RC串并联网络如图所示。为了讨论方便,假定输入电压 是正弦波信号电压,其频率可变,而幅值保持恒定。如频率足够低时, ,此时,选频网络可近似地用RC高通电路表示。当频率足够高时, ,则选频网络近似地RC低通电路来表示。 由此可以推出,在某一确定频率下,其输出电压幅度可能有某一最大值;同时,相位角f从超前(趋于90)到滞后(趋于-90)的过程中,在某一频率f0下必有f=0。2定量计算 由图XX_01a所示
2、RC串并联电路可得, 和 。设 , ,令 ,则得(1) 当上式分母中虚部系数为零时,RC串并联网络的相角为零。满足这个条件的频率可由式(1)求出:或 (2)将式(2)代入式(1)得(3)因此有(4)和(5)即当 或 时 ,幅频响应的幅值为最大,即(6)而相频响应的相位角为零,即(7)由式(6)和式(7)可画出串并联选频网络的幅频相位和相频响应,如图所示RC正弦波振荡电路电路组成振荡的建立与稳定 由图可知,在 时,经RC反馈网络传输到运放同相端的电压 与 同相,即有 和 。这样,放大电路和由Z1、Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统,可以满足相位平衡条件,因而有可能振荡。 实现稳幅的方法是使电路
3、的Rf/R1值随输出电压幅度增大而减小。起振时要求放大器的增益 3,例如,Rf用一个具有负温度系数的热敏电阻代替,当输出电压 增加使Rf的功耗增大时,热敏电阻Rf减小,放大器的增益下降,使V0的幅值下降。如果参数选择合适,可使输出电压幅值基本恒定,且波形失真较小。振荡频率与振荡波形 由于集成运放接成同相比例放大电路,它的输出阻抗可视为零,而输入阻抗远比RC串并联网络的阻抗大得多,可忽略不计,因此,振荡频率即为RC串并联网络的 。RC串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在 处,正反馈系数 ,而R1和Rf当构成电路中的负反馈,反馈系数 。F+与F-的关系不同,导致输出波形的不同。 RC桥式振荡电路如图所示,它由两部分组成,即放大电路 和选频网络 。由图中可知由于Z1、Z2和R1、Rf正好形成一个四臂电桥,因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。(动画演示:基于集成运放自激振荡方波发生电路 基于集成运放自激振荡矩形波发生电路 ) 在您学习完本节后,请进入练习系统,做以下试卷的练习: 试卷01:信号产生电路1
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