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相移振盪器

鎖定
相移振盪器是採用超前移相或滯後移相電路作為選頻網絡,與反相放大器構成的振盪器 [1] 
中文名
相移振盪器
外文名
Phase Shift Oscillator
屬    性
RC正弦波振盪器
學    科
物理

相移振盪器簡介

相移振盪器是指一類利用RC相移網絡作為放大器的反饋迴路,在特定頻率產生合適相移形成正反饋來產生振盪的振盪器。這類振盪器頻率和振幅都比較穩定,易於設計和實現,在音頻段頻率有着廣泛的應用。
RC相移振盪器電路如圖1所示,
組成相移網絡,
組成反饋迴路,其中、用來保證輸出穩定不失真 [2] 
圖1 相移振盪器 圖1 相移振盪器

相移振盪器RC相移振盪器原理

為了説明RC相移振盪器的工作原理,首先了解一下簡單的RC相移電路的傳輸特性。RC相移電路有兩種類型:超前型和滯後型,它們分別示於圖2中(a)和(d)。對於圖2中(a)所示的超前型相移電路來説,其電壓傳輸係數為:
式中
根據上述公式可以畫出電壓傳輸係數的幅頻特性和相頻特性,如圖2中(b)(c)所示。
圖2 兩種RC相移電路及其電壓傳輸特性 圖2 兩種RC相移電路及其電壓傳輸特性
對於圖2中(d)所示的滯後型相移電路來説,其電壓傳輸係數為:
式中
根據上述公式可以畫出電壓傳輸係數的幅頻特性和相頻特性,如圖2中(e)(f)所示。
由圖2中(c)(f)可以看出,對於任何有限振盪角頻率,單節RC相移電路只能獲得90°以內的相移,要想獲得180°的相移,至少需要3節RC電路 [3] 

相移振盪器RC相移振盪器應用

由圖3集成運放文氏電橋振盪器可知,一節導前移相或滯後移相電路實際能產生的相移量小於90°(當相移趨近於90°時,增益已趨於零,所以,至少要三節RC移相電路才能產生180°相移。由三節移相電路和反相放大器就可以組成正反饋振盪器。
圖3 集成運放文氏電橋振盪器 圖3 集成運放文氏電橋振盪器
圖4給出了由三節導前移相電路和集成運放組成的RC相移振盪器。該振盪器的振盪頻率和振幅起振條件分別為:
圖4 RC相移振盪電路 圖4 RC相移振盪電路
RC相移振盪器是採用內穩幅的振盪電路,RC移相電路的選頻性能又很差,因而輸出波形不好,頻率穩定度低,只能用在性能要求不高的設備中 [4] 
參考資料
  • 1.    楊霓清主編;楊霓清,孫建德等編,高頻電子線路 第2版,機械工業出版社,2016.02
  • 2.    勞五一,勞佳編著,模擬電子電路分析、設計與仿真,清華大學出版社,2007.5
  • 3.    匡錦瑜 姚力,北京市高等教育自學考試委員會指定學習用書 非線性電子線路基礎,北京師範大學出版社,1999年09月第1版
  • 4.    宋樹祥主編,郭中華,李士軍,田存偉副主編,高頻電子線路,清華大學出版社,2011.04