文氏电桥正弦波振荡电路word精品

文氏电桥正弦波振荡电路（2007-05-22 09:33:33）

（这是一个很基本也很简单的电路，但很多细节的东西还值得去仔细研究，那次小组会面对

老师的提问我没能讲清楚，没有被批评的够惨，但我的确认识到了自己的不足，下来后我好好把这个电路研究了一下，总结出了这些知识。希望所有的同行在做一个项目的时候，不能为了完成任务而去做，有的东西有必要把细节的东西好好研究一下，多问几个为什么，这样

才能真正的学到东西，积累经验，在掌握好基础知识的基础上再研究新问题，那才是真正意义上的科研。可能下面的总结会有遗漏之处，欢迎大家提出问题，共同学习。）

文氏电桥正弦波振荡电路

（2007427 总结）

一、振荡原理

为——H啟大环节A |―冷

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）

且屮a+Y f=2*n*PI （n为整数）Y a和屮f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且屮a+Y f=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。 形

成失真振荡。所以为了避免失真振荡，应尽量避免放大器件进入非线性工作区。 解决办法是

在放大器件在没有进入非线性工作期前加稳幅环节，使 A*F 从大于1逐渐减小到1,从而达

到稳幅振荡的目的。

、文氏电桥振荡电路

-0

+ •

殆-0±f

i r ¥ %

G 6

I T

2

r n u

L —

1.选频网络

r\-_+

R? "rCj V^

RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表

示。

心Eg ）=话緒

戶/二

1

V

“ Ri 6、 £ c 严

1 、 0

（1十百十石"）十」（必&6 —

R2 Ci

碇£\

谐■振频率也=―v ]--

2心皿16

(1)

—* -----

相频特性洵： 如-一次±g ------- D 噴 ]--arctg

1 +冬十N

通常选取 Cl =(J2、KI T?2・ 0IJ ：

/ = /O =

2^E

在设计过程中为了使频率可调，可以先选定电容 C,再根据所要得到的频率范围选择电

位器代替R

当f = f 0 时的反馈系数|F|=1/3 ，且与频率f o 的变化无关。此时的相角 F=0 ° 即改变频率不影响反馈系数和相角， 在调节谐振频率的过程中， 不会停振，也不会使输出幅 度改变。

幅频特性为；F =

卽+（吨-金y

反馈网络为正反馈，满足相位平衡条件。

2. 放大环节

由起振条件|A*F|>=1 。

所以放大环节的放大倍数 A>=3o 即Af=1+ （ R3/R4） >=3 3. 稳幅过程

(1) .用热敏电阻稳幅。

1Z 0

I Ri o +

&和 2 Pf 胁

1 _

RC 文氏桥振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻

F 4实现的。R 4是正温度系数热敏电阻，当

输出电压升高，R4上所加的电压升高，即温度升高，F4的阻值增加，负反馈增强，输出幅

度下降。反之输出幅度增加。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。热敏电阻稳幅可以得到失真较小的波形，但是受环境温度影响较大，输出幅值随温度改变而改变。

(2).反并联二极管稳幅。

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D1、D2将交替导通和截止，总有一个处于正向导通状态的二极管与R3并联，由于二极管正向电

阻rd随ud增大而下降，因此负反馈随振幅上升而增强，也就是说A随振幅增大而下降，直到满足振幅平衡条件为止。二极管稳幅电路简单又经济，但波形失真较大，适用于要求不高

的场合。