文氏桥振荡电路

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文氏桥振荡电路

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文氏桥振荡电路的设计与测试一、实验目的1.掌握文式桥振荡电路的设计原理。

2.掌握文式桥振荡电路性能的测试方法。

二、实验预习与思考1.复习应用集成运放实现文氏桥振荡电路的原理。

2.设计文式桥振荡电路,实现正弦信号的产生并设计表格,记录实验数据3.文式桥振荡电路中D1和D2是如何稳幅的三、实验原理与电路四、仿真实验及分析1.文氏桥电路的实现起振时=10KΩ,KΩ,比理论上的20KΩ大。

振幅大约1.7V。

振荡波形如下:KΩ时,振幅为9.035V,此时没有失真。

当KΩ时,发生失真。

所以当KΩ时,最大不失真输出振幅为9.035V。

2.RC参数对振荡频率的影响R不变,将C变为0.001μF。

由下图1可知频率变大。

C不变,将R变为10KΩ。

由下图2可知频率变小。

综上可知,若R,C下降,振荡频率升高;若R,C变大,振荡频率下降。

图1图23.稳幅作用去掉,。

使电路在最大不失真状态。

输出图像如图3断开电路中的D1,D2,在图像中发现,其振幅变得非常的大,甚至出现失真,所以得出D1,D2起稳幅作用。

利用的是二极管电流增大时,动态电阻减小;电流减小时,动态电阻增大的特点,使输出电压稳定。

图3五、实验结论与心得:在文氏桥振荡电路中,D1,D2起稳幅作用。

利用的是二极管电流增大时,动态电阻减小;电流减小时,动态电阻增大的特点,使输出电压稳定。

RC参数对振荡频率有影响。

若R,C下降,振荡频率升高;若R,C变大,振荡频率下降。

当KΩ时,电路有最大不失真输出振幅:9.035V。

通过这次的仿真,使我对文氏桥振荡电路有了更深刻的理解,了解到了二极管对文氏桥振荡电路的稳定作用;RC参数对振荡频率的影响。

让我了解振荡电路的原理,对我的学习有很大的促进。

文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路的设计与测试电子工程学院一、实验目的1.掌握文氏桥振荡电路的设计原理2.掌握文氏桥振荡电路性能的测试方法二、实验预习与思考1.复习应用集成运放实现文氏振荡桥电路的原理2.设计文氏桥振荡电路,实现正弦信号的产生,并设计实验报告,记录实验数据。

3.文氏桥振荡电路中,D 1、D 2是如何稳定幅的?三、实验原理如图1所示,RC 文氏桥振荡电路其中RC 串,并联电路构成真反馈支路,并起选频作用,R 1、R 2、R W 及二极管等原件构成负反馈和稳幅环节。

调节R W 可改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件与改变波形。

利用两个反向的并联二极管D 1、D 2要求特性匹配,以确保输出波形正,负半周期对称。

R 3的接入是为了消弱二极管死区的影响,改善波形失真。

电路的振荡频率:012f RCπ=图1 文氏桥振荡电路起振的幅值条件:113f f R A R =+≥调整R W,使得电路起振,且失真最小。

改变选频网络的参数C或R,即可调节振荡频率。

四、实验内容1.文氏桥振荡器的实现根据元件,应用集成运放设计并搭建实现文氏桥振荡电路,调节电路中参数使得电路输出从无到有,从正弦波到失真。

定量地绘出正弦波的波形,记录起振时的电路参数,分析负反馈强弱规律对起振条件及输出波形的影响。

并记录出最大不失真输出时的振幅。

1.当Rw=550Ω时电路开始拥有输出波形;2.当增加Rw的值时,振幅逐渐增加;且当Rw=750Ω时,输出波形开始出现失真,此时的正弦波振幅为8.569,周期为约2.188ms3.当继续增加Rw的值时,失真将加剧,如下两图所示:此时Rw=10kΩ此时R w=17kΩ2.研究RC参数对振荡频率的影响改变R、C参数的大小,用示波器观测起振的正弦输出,分析R、C参数对振荡频率的影响。

将R减小至1kΩ,得到波形如下R减小时,起振时间减小,周期减小变为约1.265ms,频率增大。

将R增大到2kΩ得到波形如图R增大时,起振时间增大,周期增大变为约2.530ms,频率减小。

文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路一、问题背景将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路,放大器件可采用集成运算放大器。

RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,构成正反馈,接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻,构成负反馈。

正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。

文氏电桥振荡器的优点是:不仅振荡较稳定,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。

二、问题简介由文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1 所示。

(1)若取R1=15kΩ,试分析该振荡电路的起振条件(Rf的取值);(2)仿真观察Rf取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形;图1 由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图(3)若在反馈回路中加入由二极管构成的非线性环节(如图2所示),仿真观察R2 取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形。

也可同时改变Rf和R2的值。

图2 加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图三、理论分析(1)由图一的电路可以看出,电路在回路网络中加入了文氏选频网络,下面对文氏选频网络进行理论上的分析,从电路总提取文氏电路如图三所示。

图3 文氏选频网络图中是运放的输出量,是反馈量。

为了能够使电路振荡起来,就必须通过选定参数即确定频率,使得在某一频率下和同相。

那么,当信号频率很低时,有故将会有的相位超前的相位,当频率接近0时,相位超前接近于90度。

相反地,当信号频率很高以至于趋于无穷大时,可以得出的相位滞后的相位几乎-90度。

所以,在信号频率由0到无穷大的变化过程中,必然有某一个频率,使得输出量与反馈量同相,从而形成正反馈。

下面就具体来求解此振荡频率。

由反馈系数整理可得若电路的信号频率为f,令特征频率代入F的表达式,可以得到。

为了使反馈的量足够大,要求F的模尽可能大,由上面的关系式不难得到,当时,F的模有最大值。

同时为了能够起振,又要求电路的电压放大倍数A与反馈系数F之间满足关系这就要求整理得到。

文氏电桥振荡电路工作原理

文氏电桥振荡电路工作原理

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文氏电桥振荡电路知识分享

RC文氏电桥振荡电路知识分享

R C文氏电桥振荡电路RC文氏电桥振荡器的电路如图1所示,RC串并联网络是正反馈网络,由运算放大器、R3和R4负反馈网络构成放大电路。

C1R1和C2R2支路是正反馈网络,R3R4支路是负反馈网络。

C1R1、C2R2、R3、R4正好构成一个桥路,称为文氏桥。

图1 RC文氏电桥振荡器RC串并联选频网络的选频特性RC串并联网络的电路如图2所示。

RC串联臂的阻抗用Z1表示,RC并联臂的阻抗用Z2表示。

图2 RC串并联网络RC串并联网络的传递函数为式(1)当输入端的电压和电流同相时,电路产生谐振,也就是式(1)是实数,虚部为0。

令式(1)的虚部为0,即可求出谐振频率。

谐振频率对于文氏RC振荡电路,一般都取R=R1 = R2,C=C1 = C2时,于是谐振角频率:频率特性幅频特性相频特性文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。

(a) 幅频特性曲线 (b) 相频特性曲线图3 RC串并联网络的频率响应特性曲线反馈系数当满足R=R1 = R2,C=C1 = C2条件,且当f=f0时的反馈系数当满足R=R1 = R2,C=C1 = C2条件,且当f=f0时的反馈系数此时反馈系数与频率f0的大小无关,此时的相角 jF=0°。

文氏RC振荡电路可以通过双连电位器或双连电容器来调节振荡电路的频率,即保证R=R1 = R2,C=C1 = C2始终同步跟踪变化,于是改变文氏桥RC振荡电路的频率时,不会影响反馈系数和相角,在调节频率的过程中,不会停振,也不会使输出幅度改变。

根据振荡条件丨AF丨>1,在谐振时,放大电路的电压增益应该Au=3。

由图1可知,RC串并联网络的反馈信号加在运算放大器的同相输入端,运算放大器的电压增益由R3和R4确定,是电压串联负反馈,于是应有振荡的建立和幅度的稳定振荡的建立所谓振荡的建立,就是要使电路自激,从而产生持续的振荡输出。

由于电路中存在噪声,噪声的频谱分布很广,其中也包括f0及其附近一些频率成分。

stem教育视角下文氏桥振荡电路的自主设计与实现

stem教育视角下文氏桥振荡电路的自主设计与实现

stem教育视角下文氏桥振荡电路的自主设计与实现Stem教育视角下文氏桥振荡电路的自主设计与实现随着科技的不断发展,STEM教育也逐渐成为了教育领域的热门话题。

STEM教育是一种综合性的教育模式,它将科学、技术、工程和数学融合在一起,旨在培养学生的创新能力、解决问题的能力和实践能力。

在STEM教育中,电路设计是一个非常重要的环节。

本文将从STEM教育的角度出发,介绍文氏桥振荡电路的自主设计与实现。

一、文氏桥振荡电路的原理文氏桥振荡电路是一种基于反馈原理的振荡电路。

它由一个放大器、一个反馈网络和一个滤波网络组成。

放大器将输入信号放大后送入反馈网络,反馈网络将一部分输出信号送回放大器的输入端,形成正反馈。

当反馈信号的相位和幅度满足一定条件时,电路就会产生自激振荡。

文氏桥振荡电路的核心是反馈网络,它可以通过改变反馈网络的参数来改变电路的振荡频率和稳定性。

二、文氏桥振荡电路的设计与实现1. 设计思路文氏桥振荡电路的设计需要考虑以下几个方面:(1)选择合适的放大器:放大器是文氏桥振荡电路的核心部件,它需要具有高增益、低噪声和稳定的工作特性。

在选择放大器时,需要考虑其工作频率范围和输入输出阻抗等参数。

(2)设计合适的反馈网络:反馈网络是文氏桥振荡电路的关键部分,它需要满足一定的相位和幅度条件才能实现自激振荡。

在设计反馈网络时,需要考虑其阻抗匹配、相位延迟和滤波等因素。

(3)选择合适的滤波网络:滤波网络可以对输出信号进行滤波,使其满足特定的频率要求。

在选择滤波网络时,需要考虑其通带和阻带的频率范围、衰减系数和群延迟等参数。

2. 实现步骤(1)选择合适的放大器:在本设计中,我们选择了LM741型号的运放作为放大器。

该运放具有高增益、低噪声和稳定的工作特性,适合用于文氏桥振荡电路的设计。

(2)设计合适的反馈网络:在本设计中,我们选择了一个由两个电容和两个电阻组成的反馈网络。

该反馈网络可以实现相位延迟和阻抗匹配,满足文氏桥振荡电路的自激振荡条件。

【高中物理】优质课件:RC 桥式正弦波振荡电路(文氏桥振荡器)

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高中物理
RC 桥式正弦波振荡电路
(文氏桥振荡器)
RC 桥式正弦波振荡电路(文氏桥振荡器)
用同相比例运算电路作放大电路。
Rf 2R1
以因RC同串相并比联例网运络算为电选路频有网非络常和好正的反馈网络、并引入电 压压线加串,性二联一度 极负对,管反顶故作馈点为R,作非或两为线个放R性f 网大用环络电热节构路敏。成的电桥净阻路输,,入或一电对压顶,文器点就氏的作构桥特为成振点输文荡?出氏电桥 振荡器。
输入电阻小、输出 电阻大,影响f0
可引入电压串联负反馈,使 电压放大倍数大于3,且Ri大、 Ro小,对f0影响小
应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。
振荡频率 相位条件
f0
1 2RC
AF 2n
幅值条件
A•uF•u 1•F源自13A• 3
U i
正反馈 网络
选频 网络
1) RC 移相电路有几级才 可能产生正弦波振荡?
2) 若R 和C 互换呢?
选频网络和正反馈 网络是两个网络。
RC 移相式振荡电路
C C C R Rf RR
8
一节 RC 环节
移相 90
二节 RC 环节
U o
移相 180 三节 RC 环节
移相 270
对于
f0 2π
应使: Rf R1 2 Rf 2R1
Rf 不能太大,否则 正弦波将变成方波
稳幅措施
为使电 Au 为非线性,起振时,应使 Au > 3,稳幅后 Au = 3。
热敏电阻稳幅
正温度系数
Rf R1
负温度系数
8
U i R C U f
U o

文氏电桥振荡电路

文氏电桥振荡电路

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具体测量步骤:A:检查运放的好坏:可以有多种方法来进行,下面以同相比例放大电路的连接方法介绍。按实验图Ⅱ正确连接,检查无误后接通电源,一定会得出如下结果V1=V+=V-=2V,否则就可以确定运放是坏的。
注:V1电源由实验箱上的直流信号源提供±12V电源也是从实验箱上的直流稳压电源提供。
图Ⅲ
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C:观察自激振荡和D1和D2稳幅作用 按实验图Ⅰ连线,为满足电路起振条件,选取合适的R3和R4阻值,其满足条件是放大器的电压放大倍数AvF≥3,即AvF=[1+(R5+R4/R6)] ≥3。用示波器观察运放输出端,即可得到文氏电桥的振荡波形,同时观察有无D1和D2的波形,说明其原理。
六:实验注意事项
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1、给出设计电路图中具体参数。2、说明实验方案,写出简要的实验过程与步骤。3、记录实验相关数据。4、完成思考题。
七、实验报告要求
第9页/共10页
第5页/共10页
B:RC串并联网络幅频特性的测量 按实验图Ⅲ连线,根据实验任务选择合适的RC参数,其目的满足f=500Hz。由函数发生器向A端对地之间加入正弦信号,调节函数发生器的频率,用示波器观察到Ua 和Ub同相时,即可得到该RC串并联网络振荡频率(f0=1/2ΠRC,若取R1=R2=R,C1=C2=C)。
三、实验任务
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五、实验内容及步骤
1、简述原理: 图Ⅰ是典型的文氏电桥振荡电路。由集成运放组成的放大器,其输出一路接到RC串并联选频网络,构成正反馈;另一路由R3 和R4分压接到运放的反相输入端,构成负反馈放大器电路,其D1 和D2起稳幅作用。两条反馈电路组成桥式电路。电路稳幅时,正、负反馈平衡:
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文氏电桥振荡电路原理

文氏电桥振荡电路原理

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。

RC文氏电桥振荡电路原理分析

RC文氏电桥振荡电路原理分析

RC文氏电桥振荡电路原理分析这有个例子,如下:咋一看有点傻眼了,这2个二极管是干啥的,莫大疑问,需要仔细分析原理,首先既然是振荡电路需满足起振条件如图(图中都为向量):图中向量A=Uo/Ui ;F=Uf/Uo起振条件:|AF|>1且Ui 与Uf同相位,这样才能自激励当起振后又需要|AF|=1,才能稳定振荡(也就是Ui =Uf),而UA741CD是个高增益运放,把电路先做简化然后推导分析,简化如下:当此网络发生谐振时虚部为零即:此为谐振角频率如果取R1=R2=R,C1=C2=C,那么F的模如下:F的相角如下:当选频正反馈网络谐振时正反馈系数|F|=1/3,由起振条件|AF|>1 ,需要负反馈网络组成的闭环增益大于3即而起振后应该Au=3,所以需要R3/R4分别是负温度系数热敏电阻和正温度系数热敏电阻,如果不用热敏电阻,有啥办法到稳定后让放大倍数减小呢?我们先把例子中的电路改成这样:这时Au=11倍看波形已经限幅了如图,而且很容易起振:如果把R3改成30k,Au=4倍看看波形如何:如果把R3改成21k,Au=3.1倍看看波形如何:如果把R3改成20k,Au=3倍看看波形永远不会起振的,如果我们想个办法起振时候为4倍,而起振完成后变成稍稍小于3倍,不就不在限幅也能起振如下图:很明显起振时候Au=4,而起振后由于二极管导通R2//R3=18.9K,得Au≈2.89倍,得到波形如下:而例子中也是这个原理,如果运放是单电源又该咋办呢,就需要抬一下直流电平更改如下:R4//R7=R5的值,交流通路就是把V2和C3短路即可原理:V2通过R7和R4分压由于2个阻值相等,又由于运放正端输入阻抗无穷大,那么可以认为运放正端的直流电平为V2/2,而负端"虚短"缘故则也为V2/2,从而输出处也为V2/2的直流电平(也可以看出一个电压跟随器,所以负端和输出都为V2/2的直流电平),交流通路就是把R7和R1接地,由于R4//R7=R5,交流通路没变,所以还是满足振荡条件的。

[详细讲解]文氏桥振荡电路(multisim仿真)

[详细讲解]文氏桥振荡电路(multisim仿真)

高频电子线课程设计题目:院(系、部):学生姓名:指导教师:年月日河北科技师范学院教务处制摘要无论是从数学意义上还是从实际的意义上,正弦波都是最基本的波形之一——在数学上,任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲,它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。

在运算放大电路中,最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。

本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。

文氏桥振荡电路由两部分组成:即放大电路和选频网络。

由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路,取其输入电阻高、输出电阻低的特点。

经测试,该发生器能产生频率为100-1000Hz的正弦波,且能在较小的误差范围内将振幅限制在2.5V以内。

关键词:正弦波;振荡器;文氏电桥目录摘要..................................................... 错误!未定义书签。

1设计任务及要求. (3)............................................................................................................. 错误!未定义书签。

1.2 ***............................................................................................... 错误!未定义书签。

2 方案论证 (4)3 单元电路设计 (5)4 电路原理图及PCB版图 (5)5 总结.................................................... 错误!未定义书签。

附录及参考文献............................................ 错误!未定义书签。

文氏桥振荡器原理

文氏桥振荡器原理

文氏桥振荡器原理文氏桥振荡器是一种常用的电子振荡电路,主要由一个放大器、正反馈网络和反馈网络组成。

它的主要原理是利用反馈网络和放大器之间的正反馈来实现振荡。

文氏振荡器的放大器通常采用运放(操作放大器)作为核心元件,它有高的增益和稳定性。

放大器的输入端接入反馈网络和正反馈网络,其中反馈网络主要负责确定振荡电路的频率特性、幅度衰减和相位关系,而正反馈网络则提供放大器输出信号的相位和幅度,使得振荡器能够工作。

在文氏桥振荡器中,反馈网络通常由一个LC(电感和电容)二阶滤波器组成。

它通过选择合适的电感和电容值来确定振荡器的共振频率,从而保证输出信号的频率稳定。

在振荡过程中,反馈网络将一部分输出信号通过正反馈路径回到放大器的输入端,使得放大器进一步放大这部分信号,形成一个稳定的正弦波信号。

正反馈网络通常由一个电容和一个电阻组成,称为相位移网络。

它的作用是向放大器的输入端提供恒定的相位差,确保振荡器的稳定工作。

相位移网络将放大器输出信号的相位调整到与输入信号存在一定的相位差,使得输出信号能够驱动反馈网络,并在整个振荡回路中保持稳定振荡。

为了使文氏桥振荡器正常工作,必须满足一定的振荡条件。

首先,放大器的放大倍数要大于反馈网络的衰减倍数,这样才能保证振荡器能够产生足够大的输出信号。

其次,反馈网络的相位差要满足相位移的要求,一般要求相位差为180度,确保正反馈提供正确的相位和幅度信号。

最后,反馈网络的幅度衰减要小于1,否则将无法维持振荡器的稳定运行。

文氏桥振荡器具有许多优点,例如结构简单、频率稳定、输出信号纯净等。

它在实际应用中被广泛用于无线电通信、音频放大和信号发生器等领域。

但是,文氏桥振荡器也存在一些不足之处,例如对温度和供电电压的变化较为敏感,需要经过精确调谐才能获得精确频率等。

总的来说,文氏桥振荡器是一种简单而有效的电子振荡电路,通过合理的选择放大器、反馈网络和正反馈网络的参数,可以实现稳定的正弦波振荡输出。

文氏电桥振荡电路

文氏电桥振荡电路

uA741 OUT 6
3 +
5 OS2
7 V+
10k V1
0
图Ⅱ
注:V1电源由实验箱上
的直流信号源提供。
V1
±12V电源也是从实验箱 12V 上的直流稳压电源提供。
V2
0
12V
B:RC串并联网络幅频特性的测量
按实验图Ⅲ连线,根据实验任务选择合适的RC参数,其目的满 足f=500Hz。由函数发生器向A端对地之间加入正弦信号,调节函数 发生器的频率,用示波器观察到Ua 和Ub同相时,即可得到该RC串并 联网络振荡频率(f0=1/2ΠRC,若取R1=R2=R,C1=C2=C)。
• 2、检查运放好坏切勿不做,若偷懒必给你后续实验带来 隐患。
七、实验报告要求
• 1、给出设计电路图中具体参数。 • 2、说明实验方案,写出简要的实验过程
与步骤。 • 3、记录实验相关数据。 • 4、完成思考题。
A
B
图Ⅲ
C:观察自激振荡和D1和D2稳幅作用
按实验图Ⅰ连线,为满足电路起振条件,选取合适的R3和R4 阻值,其满足条件是放大器的电压放大倍数AvF≥3,即 AvF=[1+(R5+R4/R6)] ≥3。用示波器观察运放输出端,即可得到 文氏电桥的振荡波形,同时观察有无D1和D2的波形,说明述原理:
图Ⅰ是典型的文氏电桥振荡电路。由集成运放组成的放 大器,其输出一路接到RC串并联选频网络,构成正反馈;另 一器电路电路由路稳,幅R3其时和,DR14正和分、D压2负接起反到稳馈运幅平放作衡的用:反。A相两V F输条V 入反1端馈,电构路组成成负桥反式馈电放路大。
选 频 网 络
R5

R6


图Ⅰ

文氏桥振荡电路(精品)

文氏桥振荡电路(精品)

文氏桥振荡电路一、问题背景将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路,放大器件可采用集成运算放大器。

RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,构成正反馈,接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻,构成负反馈。

正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。

文氏电桥振荡器的优点是:不仅振荡较稳定,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。

二、问题简介由文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1 所示。

(1)若取R1=15kΩ,试分析该振荡电路的起振条件(R f的取值);(2)仿真观察R f取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形;图1 由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图(3)若在反馈回路中加入由二极管构成的非线性环节(如图2所示),仿真观察R2取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形。

也可同时改变R f和R2的值。

图2 加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图三、理论分析(1)由图一的电路可以看出,电路在回路网络中加入了文氏选频网络,下面对文氏选频网络进行理论上的分析,从电路总提取文氏电路如图三所示。

图3 文氏选频网络图中o U 是运放的输出量,fU 是反馈量。

为了能够使电路振荡起来,就必须通过选定参数即确定频率,使得在某一频率下o U 和fU 同相。

那么,当信号频率很低时,有1RCω>>故将会有fU 的相位超前o U 的相位,当频率接近0时,相位超前接近于90度。

相反地,当信号频率很高以至于趋于无穷大时,可以得出fU 的相位滞后o U 的相位几乎-90度。

所以,在信号频率由0到无穷大的变化过程中,必然有某一个频率,使得输出量与反馈量同相,从而形成正反馈。

下面就具体来求解此振荡频率。

由反馈系数1//11//foR Uj C F U R Rj Cj Cωωω==++整理可得113()F j C R C R ωω=+-若电路的信号频率为f ,令特征频率012f R C π=代入F 的表达式,可以得到0013()F f f j f f =+-。

文氏桥式rc振荡电路 振幅可调-概述说明以及解释

文氏桥式rc振荡电路 振幅可调-概述说明以及解释

文氏桥式rc振荡电路振幅可调-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容:文氏桥式RC振荡电路是一种常见的电路结构,通过使用电阻和电容元件,实现了信号的振荡输出。

在该电路中,通过反馈网络的作用,信号可以循环地输入和输出,形成稳定的振荡波形。

本文旨在介绍文氏桥式RC振荡电路的原理,并探讨如何通过调节电路元件来实现振幅的可调性。

通过对其特性和工作原理的分析,我们将深入了解这一电路结构的工作机制,以及如何通过合理的调整可以实现振幅的可调。

在正文部分,我们将详细介绍文氏桥式RC振荡电路的原理。

我们将从电路结构和基本元件开始,逐步解释电路中各个部分的功能。

此外,我们还将介绍文氏桥式RC振荡电路的工作原理和其特点。

在振幅可调的方法部分,我们将探讨如何通过调节电路中的元件来实现振幅的可调。

通过调整电阻或电容的数值,我们可以改变电路中的反馈系数,从而达到调节振幅的目的。

我们将介绍一些常用的调节方法,并对其原理进行解释。

最后,我们将在结论部分对文氏桥式RC振荡电路的特点进行总结,并展望未来的发展方向。

同时,我们将对本文的主要观点和结论进行回顾,并对读者进行进一步的思考和探索的启发。

通过本文的阅读,读者将能够全面了解文氏桥式RC振荡电路的工作原理和特点,以及如何通过调节电路元件实现振幅的可调性。

同时,读者还能够对该领域的研究进行一定的展望,并为未来的实际应用提供一些思考和指导。

文章结构部分的内容可以描述整篇文章的组织结构和各个部分的主要内容,以便读者可以更好地了解文章的框架和内容安排。

例如:1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分,我们将概述文氏桥式RC振荡电路的基本原理、目的和研究背景。

接下来的正文部分将详细介绍文氏桥式RC振荡电路的原理和振幅可调的方法,包括相关的理论知识和实验验证。

最后,在结论部分,我们将总结文氏桥式RC振荡电路的特点,并提出进一步研究的展望。

在正文部分的2.1节,我们将详细介绍文氏桥式RC振荡电路的原理。

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1[精品]

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。

文氏桥振荡电路频率计算

文氏桥振荡电路频率计算

文氏桥振荡电路频率计算文氏桥振荡电路是一种广泛应用于无线电频率合成器、载波通信和测量领域的电路。

它利用反馈环路中的振荡条件来产生稳定的射频信号。

在这篇文章中,我们将深入探讨文氏桥振荡电路的频率计算原理,并为读者提供指导意义的内容。

文氏桥振荡电路中的关键元件包括电容、电感和二极管。

两个电容C1和C2构成了反馈电容,两个电感L1和L2构成了反馈电感。

这种特殊的电路结构使得文氏桥振荡电路具备自激振荡的特性,达到产生稳定射频信号的目的。

首先,我们需要了解文氏桥振荡电路的工作原理。

当电路达到振荡条件时,反馈环路中的相位移量为360度或整数倍的360度。

通过调整反馈回路中的元件参数,我们可以使得电路振荡频率达到我们所需要的频率。

文氏桥振荡电路是一种迭代型电路,通过不断调整反馈元件的值,直到振荡频率达到稳定。

那么,如何计算文氏桥振荡电路的频率呢?首先,我们需要计算自激振荡条件的频率。

自激振荡条件是指当电路中的相位移量为整数倍的360度时,电路开始振荡。

在文氏桥振荡电路中,相位移量的计算公式为:Φ = 2 * arctan(2 * π * f * C1 * R1) + 2 * arctan(2 * π * f * C2 * R2)其中,Φ为相位移量(单位为度),f为振荡频率(单位为赫兹),C1和C2为反馈电容(单位为法拉),R1和R2为电阻(单位为欧姆)。

我们需要调整电容和电阻的值,使得相位移量满足整数倍的360度。

接下来,我们需要计算振荡频率的范围。

振荡频率的计算公式为:f = 1 / (2 * π * sqrt(L1 * L2 * C1 * C2))其中,f为振荡频率(单位为赫兹),L1和L2为反馈电感(单位为亨利),C1和C2为反馈电容(单位为法拉)。

我们需要确定电感和电容的取值范围,以确保振荡频率在我们所需的范围内。

最后,我们需要调整电容和电感的具体取值。

通常情况下,我们可以通过实验和模拟计算来确定电容和电感的最佳取值。

文氏电桥正弦波振荡电路

文氏电桥正弦波振荡电路

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。

文氏桥振荡电路正反馈系数

文氏桥振荡电路正反馈系数

文氏桥振荡电路正反馈系数文氏桥振荡电路,听起来是不是有点高大上?其实它就像个小精灵,能在电路里蹦蹦跳跳,制造出奇妙的振荡信号。

说到正反馈系数,这就像是给这个小精灵加油打气,让它跑得更快、更欢。

想象一下,你在操场上玩耍,大家都在给你加油,那种兴奋感是不是瞬间提升?正反馈就像是这种鼓励,让电路里的一切都变得更加活跃。

简单来说,文氏桥电路是由电阻、电容和运算放大器构成的。

它能通过精妙的设计,产生一个稳定的振荡频率。

正反馈系数则是这个过程中至关重要的一环,就像是水管里的水流,流量大了,水就哗哗地流出来,流量小了,就有可能干涸。

正反馈系数越高,电路就越容易振荡,越容易达到它的极限。

就像喝咖啡,第一口提神,但喝多了可就“嗨”过头了。

想象一下,一个小孩在秋天的操场上追逐落叶,满心欢喜。

这种状态就是正反馈的效果。

电流在文氏桥电路中也有着同样的感觉,随着反馈的增强,电流的幅度越来越大,直到达到一个临界点。

然后就像小孩累了,最终停下来了。

电路的行为也是如此,振荡频率在这个过程中不停地变化,就像小孩的心情一样,跌宕起伏。

要想理解这个电路,正反馈系数的计算可不能忽视。

它就像一把尺子,帮助我们测量电路的“劲头”。

把电阻、电容的数值代入公式中,就能得出一个数字。

这个数字越大,说明电路越容易振荡。

就好比你打游戏,如果你有超级武器,过关的几率就大大增加。

想象一下,电路就像游戏里的主角,越强越容易打怪,正反馈系数就是给它的装备。

不过,这里也有个小警告。

正反馈系数太高,就像在过山车上急速上升,令人心跳加速,但也可能带来不安稳的感觉。

电路如果振荡过于激烈,可能就会出现失控的局面。

电流的幅度失控,信号可能变得模糊不清。

就像你在派对上喝酒,开始很开心,但如果喝多了就可能变得失态,大家都不敢靠近你了。

所以,找到一个合适的正反馈系数,像是在调配饮料,太甜了就腻,太酸了也不好。

掌握这个平衡点,文氏桥电路才能如鱼得水,达到最佳状态。

调节电阻和电容的比例,就能让电路在最佳状态下运行。

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6、通过负反馈网络调节输出信号幅值的过程中,非线性环节中的电阻由于受到并联二极管的动态电阻的制约,在其阻值足够高时将失去对输出信号的调节作用。
7、调节负反馈网络中与非线性环节并联的其他反馈电阻,将会使输出信号的幅值产生比较明显的变化。
8、结论5、结论6和结论7说明负反馈网络中非线性环节与线性反馈电阻的本质是一样的,工作原理也是一样的。之所以调节二者得到不同的效果,主要是由其不同的伏安特性造成的。
图7是Rf=30.03KΩ时同相输入端和输出端的波形。其中黄线表示运放的输出信号,红线表示同相输入端的波形(下同)。
图6Rf=30.03KΩ时的稳定振荡波形
图7Rf=30.03KΩ时同相输入端和输出端的波形
从游标的读数中可以看出
满足
的关系。且输出信号的周期和频率分别为而由Fra bibliotek频网络所决定的频率
故频率的计算值与仿真值之间的误差为
之后,随着其阻值的增大,输出波性的失真也越来越明显,失真程度越来越严重。
下面是仿真的截图。
图8Rf=30.06KΩ时同相输入端和输出端的波形
图9Rf=30.2KΩ时同相输入端和输出端的波形
从上面的波形可以看出,当
时,
说明此时的输出波形满足理论推导的结果,其失真尚可忽略。而当
时,由示波器游标的读数可知
二、问题简介
由文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1所示。(1)若取R1=15kΩ,试分析该振荡电路的起振条件(Rf的取值);
(2)仿真观察Rf取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形;
图1由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图
(3)若在反馈回路中加入由二极管构成的非线性环节(如图2所示),仿真观察R2取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形。也可同时改变Rf和R2的值。
但是当R2的阻值对电路输出影响变小时,通过调节Rf仍然可以大幅度调节输出电压,甚至让其失真。下面是调节Rf时得到的波形。
图21Rf=26KΩ,R2=50KΩ时同相输入端和输出端的波形
图22Rf=28KΩ,R2=50KΩ时同相输入端和输出端的波形
图23Rf=28.5KΩ,R2=50KΩ时同相输入端和输出端的波形
图14Rf=200KΩ时同相输入端和输出端的波形
从仿真的波形中可以看出,如果Rf的阻值继续增大,输出电压波形和同相输入端波形都将有比较严重的失真,而且Rf的阻值越大,失真将越明显。
这与我们的理论推导是符合的,说明理论推导是合理的。
(3)根据题目搭建如图15示电路。
图15加入非线性部分的文氏桥振荡电路
(2)当电路产生正弦振荡时,按图四进行研究。
图4由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图
设运放输出电压为最大值U0,同相输入端电压最大值为UP,那么由前面的分析有
那么如果波波形不失真或失真不严重的话,同相输入端电压应与输出电压同相,且同相输入端电压的幅值应为输出端电压的三分之一。
但是,如果Rf的阻值远大于30KΩ,那么振荡幅度的增长使放大电路工作到非线性区域,输出波形会产生较严重的失真,此时上面所得到的描述输出电压与反馈电压的关系式将不再成立。
图2加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图
三、理论分析
(1)由图一的电路可以看出,电路在回路网络中加入了文氏选频网络,下面对文氏选频网络进行理论上的分析,从电路总提取文氏电路如图三所示。
图3文氏选频网络
图中 是运放的输出量, 是反馈量。为了能够使电路振荡起来,就必须通过选定参数即确定频率,使得在某一频率下 和 同相。
9、调节非线性环节中的电阻不容易使输出信号因幅值过大而失真,甚至在线性环节电阻取某些值时,不能使输出信号失真(见图18、19、20)。调节线性环节的电阻一般较容易使输出信号因幅值过大而失真。
根据前面的理论分析可以知道,当电路中加入非线性环节后,稳定输出的信号的幅值有可能会比不加非线性环节时减小,并且Rf可能的取值也更小。下面用仿真来验证。
图16Rf=28KΩ,R2=15KΩ时同相输入端和输出端的波形
图17Rf=25KΩ,R2=15KΩ时同相输入端和输出端的波形
从上面的两幅图中可以看出,当R2=15KΩ时,Rf的阻值可以取到28KΩ甚至是25KΩ,而且输出电压的幅值要比没有非线性环节时的输出电压幅值小。这与之前的理论结果是一样的。
文氏桥振荡电路
一、问题背景
将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路,放大器件可采用集成运算放大器。
RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,构成正反馈,接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻,构成负反馈。正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。
文氏电桥振荡器的优点是:不仅振荡较稳定,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。
而当R2的阻值发生变化时,通过仿真得到了如下波形
图18Rf=28KΩ,R2=3KΩ时同相输入端和输出端的波形
图19Rf=28KΩ,R2=10KΩ时同相输入端和输出端的波形
图20Rf=28KΩ,R2=30KΩ时同相输入端和输出端的波形
从仿真的波形可以看出,当其他电阻的阻值固定时,增大R2的阻值可以使输出电压的幅值增加,但是(通过仿真发现)当其阻值超过50KΩ时,输出电压的增幅将非常小,这是因为R2实际上是通过与二极管的动态电阻并联在一起对电路其作用的,当其阻值很大时,它们的并联电阻将主要由二极管动态电阻决定,这时R2的作用就比较微弱了。
这个值与理论值已经有了一定差距,可以认为此时是波形失真的临界状态。
下面是Rf阻值继续增大的过程中输出电压和同相输入端电压的一些波形。
图10Rf=31KΩ时同相输入端和输出端的波形
图11Rf=35KΩ时同相输入端和输出端的波形
图12Rf=50KΩ时同相输入端和输出端的波形
图13Rf=100KΩ时同相输入端和输出端的波形
3、通过在文氏选频电路的负反馈网络中加入非线性环节,可以让输出信号的波形稳定。
4、加入非线性环节后,负反馈网络原来的反馈电阻可能取的值将比不加非线性环节时小一些,输出信号也有可能取到比原来更小的幅值。
5、如果非线性环节由二极管和电阻并联组成,那么无论是调节非线性环节的电阻,还是调节负反馈网络中的其他电阻,都可以让输出波形的幅值变大。
此时如果R2增大,二极管稳定输出的功能仍然存在。但是由于电路的闭环放大倍数增加,并且对频率不是选频网络确定的其他噪音信号的抑制增强,故电路稳定输出的电压幅值将会增加。
四、电路仿真及仿真结果分析
(1)按照图1搭建文氏振荡电路如图5所示。
图5文氏桥振荡电路
通过仿真可以发现,当Rf的阻值小于或等于30KΩ时,电路都无法正常起振,而且如果Rf大于30KΩ,但是离30KΩ太近,也无法起振。仿真中多次调试发现,Rf=30.03KΩ已比较接近其取值可能的下限。图6是Rf=30.03KΩ时电路稳定振荡的输出波形。
那么,当信号频率很低时,有
故将会有 的相位超前 的相位,当频率接近0时,相位超前接近于90度。相反地,当信号频率很高以至于趋于无穷大时,可以得出 的相位滞后 的相位几乎-90度。
所以,在信号频率由0到无穷大的变化过程中,必然有某一个频率,使得输出量与反馈量同相,从而形成正反馈。下面就具体来求解此振荡频率。
由反馈系数
整理可得
若电路的信号频率为f,令特征频率
代入F的表达式,可以得到

为了使反馈的量足够大,要求F的模尽可能大,由上面的关系式不难得到,当
时,F的模有最大值

同时为了能够起振,又要求电路的电压放大倍数A与反馈系数F之间满足关系
这就要求
整理得到

也就是说,Rf的最小值是30KΩ,事实上,应略大于这个值。后面我们将通过仿真验证这个结论。

误差非常小,可以认为二者是相等的。这说明理论推导得到的Rf的阻值,以及输出电压与反馈电压的幅值关系,都是合理和正确的。
(2)Rf对输出波形的影响是十分显著的,通过前面的理论分析,我们知道,当Rf与30KΩ的差值较大时,电路的输出波形将会有较严重的失真,通过仿真发现,当Rf=30.2KΩ时,输出已经有了轻微的失真,当Rf=31KΩ时,输出的失真将会比较严重。
的关系,并且输出信号的频率只与选频网络的参数有关,而与电路的其他部分参数无关。
五、仿真结论
1、可以利用运放和文氏选频网络构成RC振荡电路,选出特定频率的正弦波,其中正弦波的振荡频率由文氏选频网络决定,幅值由运放的负反馈网络决定。
2、在文氏振荡电路中,如果负反馈网络的电阻过大,将导致电路的闭环放大倍数过大,输出电压信号可能进入非线性区,故输出波形将会有一定失真。而且,电路的闭环放大倍数越大,输出波形失真越严重。
图24Rf=29KΩ,R2=50KΩ时同相输入端和输出端的波形
从上面的图中可以看出,Rf的阻值对电路的输出波形的影响巨大,当其阻值达到29KΩ时,输出已经失真。这与Rf是单独起作用,而没有与其他(阻值较小的)电阻并联是有关的。
从以上各种条件下的波形图可以看出,只要能有产生稳定波形,那么电路输出端电压和同相输入端电压总满足
.
下面进行定性分析。
电路如图2。对于正反馈网络中的的文氏选频网络来说,选定的频率仍然是不变的,而且在该频率下,同相输入端和输出端仍然满足三分之一的比例关系,即
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。振荡过程中两个二极管将交替导通和截止,其中一个处于正向导通状态的二极管与R2并联,由于二极管正向电阻随其两端电压的增大而下降,故电路的负反馈随振幅上升而增强,也就是说运放的闭环放大倍数随振幅增大而下降,直到满足振幅平衡条件为止。这样就容易使得输出电压稳定下来,故会看到比不加二极管时幅值更小的稳定振荡。而且由于其动态电阻的影响,Rf可以取的最小值也可以比不加非线性环节时更小一些。
同时,由于在反馈网络中并没有加入限幅的环节,那么如果运放理想的话,输出电压的幅值将是无穷大,但是由于运放实际上有一个最大输出电压,所以输出电压的幅值实际上由运放的最大输出电压控制,而无法由电路的参数求出。。
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