3.3 RC正弦波振荡电路

RC正弦振荡电路

f较低时，对于LC OSC,大电感、电容较难制作，且体积大，一般选用RC OSC RC OSC是指用RC移相网络替代LC选频网络构成的OSC选用RC电路作移相选频网络，Q值不高，选频能力差，所以放大器多工作在线性放大区需要外接非线性器件来稳幅

优点：对于低频OSC,便于小型化，集成化分类

文氏桥RC OSC (采用RC串、并联电路)积分式正交正弦波振荡电路移相式OSC,双T网络OSC等

3.3.1文氏桥RC OSC1.电路原理图Z1

1 jωC 1 R R jωC Z2== 1 1+ jωRC R+ jωC Z1= R+R

Z2C

C

Vo

R Vf Vi

选频网络:同相放大电路 RC串、并联网络

Vf (ω) Z2 jωRC (ω)= F== (ω) Z+ Z Vo 1 -ω 2 R 2C2 + j3ωRC 1 2

2.振荡频率和起振条件 (1)讨论 F (ω)=1 RC

jωRC 1 -ω 2 R 2C2 + j3ωRC 1 = F (ω) F ωω0 3+ j ω0ω

F (ω)=

1 ωω0 32+ ω0ω 2

设ω0=

F (ω)=

①当ω=ω0= F (ω)= Fmax

1 1 f= f0=或 RC 2πRC 1 F= 0 V,V同相= f o 3

ωω0 ω0ω F= tg -1 3

②当f<<f0 Vf超前Vo

③当f>>f0 Vf滞后VoR2, A 0 R1

(2)讨论同相放大器： A= 1+

分析和总结：①相位平衡条件1 在ω=ω 0=处，Vf与Vo同相 Vi与Vf同相(正反馈) RC 另，Vi与Vo同相②振荡频率 1 1或f0=ω0= 2πRC RC

③幅度平衡条件

④起振条件

1 AF 1 A =3 F >1 A> 1= 3 AF F

A= 1+

R2 3 R1

R 2 2R 1 R 2> 2R1

3.稳幅措施

R2 A= 1+>3 R1

若靠放大器的非线性→稳幅，波形失真大。所以使放大器工作在线性放大区，外接非线性元件 (如热敏电阻，场效应管等),使A可调

①运放工作在小信号，波形好②自动稳幅:外稳幅A= 1+ R2>3 R1

R 2:热敏电阻，负温度系数T R

起振时，R 2大，A大，易起振起振后，Vo T R 2 A AF= 1文氏桥RC OSC的优点：注：若为正温度系数则用于R 1 -输出幅度稳定 -非线性失真小 -易于起振 -易于调节，多用于低频OSC,一般调节R(双连)

4.注意：若采用晶体管放大 A网络一般采用两级共射电路╳若A网络采用单级共射，有180相移╳若A网络共集，A<1

3.3.2积分式正交正弦波振荡电路 o o A1:积分，产生滞后90相移 360,大环正反馈 A2:(同相积分)积分，产生滞后90o相移 A1:倒相180o,反相积分1 vo (t ) v1 (t )dt, RC 1 1 v1 (t ) vo (t )dt R 2C 2 RC

v (t )dtdt1

d 2 v1 (t ) 1 2 2 v1 (t ) 0 2 dt RC d 2 v1 (t ) 1 2,设 0 0 v1 (t ) 0 RC dt 2解为：v1 (t ) A sin

0t vo (t ) A cos 0t正交正弦振荡器

小结

应用：RC OSC常用于低频OSC典型电路

文氏桥RC OSC

选频网络、反馈网络：RC串并联网络，对 0 RC

1

频率信号的相位特点，因此需要注意放大电路的相位特点 自动稳幅：热敏电阻进行外稳幅

正交正弦OSC能产生正交的正弦波和余弦波 1 0 相位平衡条件的满足，振荡频率为

RC

作业

3.3.1