RC正弦波振荡电路

RC正弦波振荡电路

概念：

采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC正弦波振荡电路；它试用于低频振荡，产生1MHZ以下的低频信号。

电路原理图：

电路由放大电路和选频网络组成。放大电路是由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。选频网络由电阻电容串并联组成，同时兼作正反馈网络。

电路元件参数：

电阻４个（10Ｋ欧2个、4.95K欧、10K欧各一个）、电容２个10ｎＦ、LM358集成块一个、直流电源+12V、-12V。

RC串并联选频网络

RC串并联选频网络如下图（a）所示，它在正弦波振荡电路中既为选频网络，又为正反馈网络，所以其输入电压为，输出电压为。

当信号频率足够低时，，因而网络的简化电路及其电压

和电流的向量如图(b)所示。超前，当频率趋于零时，相位超前趋近于+900，且趋近于零。

当信号频率足够高时，，因而网络的简化电路及其电压和电流的向量如图（c）所示。滞后，当频率趋近于无穷大时，相位滞后趋近于-900，且趋近于零。

当信号频率从零逐渐变化到无穷大时，的相位将从+900逐渐变化到-900。因此，对于RC串并联选频网络，必定存在一个频率f0，当f=f0时，=同相。通过计算可求出RC串并联选频网络的频率特性，如下图所示，其谐振频率。

RC桥式正弦波振荡电路：

因为正弦波振荡器的起振条件是，从可得，当f=f0时，F=1/3，所以当A>3时，即RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于3的正反馈放大器时，就可构成正弦波振荡器。

从理论上讲，任何满足放大倍数要求的放大电路与RC串并联选频网络都可组成正弦波振荡电路；但是，实际上，所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻，以减小放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅仅决定于选频网络。因此，通常选用引入电压串联负反馈的放大电路，如同相比例运算电路。

由RC串并联选频网络和同相比例运算电路所构成的RC桥式正弦波振荡电路如图所示。

正反馈网络的反馈电压是同相比例运算电路的输入电压，因而要把同相比例运算电路作为整体看成电压放大电路，它的比例系数是电压放大倍数，根据起振条件和幅值平衡条件

R f的取值应略大于2R1。为了稳定输出电压的幅值，应在电路中加入非线性环节。例如，可选用R1为正温度系数的热敏电阻。当U o 因某种原因而增大时，流过R f和R1的电流增大，导致温度升高，因而R1的阻值增大，从而使得A u数值减小，U o也就随之减小；

RC正弦波振荡电路:

仿真电路图：

输出结果：

红色显示为输出，绿色显示反馈；

起振时输出显示；

稳定后输出显示。