RC 文氏电桥振荡电路!

 

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。

 

仿真结果如下图:

 


到此文氏桥振荡电路原理分析完毕,希望对大家有帮助