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RC振盪電路
鎖定
採用RC選頻網絡構成的振盪電路稱為RC振盪電路,它適用於低頻振盪,一般用於產生1Hz~1MHz的低頻信號。電路由放大電路、選頻網絡、正反饋網絡,穩幅環節四部分構成。主要優點是結構簡單,經濟方便。根據RC選頻網絡的不同形式,可以將RC振盪電路分為RC超前(或滯後)相移振盪電路和文氏電路振盪電路。
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RC振盪電路電路特點
對於RC振盪電路來説,增大電阻R即可降低振盪頻率,而增大電阻是無需增加成本的。
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常用LC振盪電路產生的正弦波頻率較高,若要產生頻率較低的正弦振盪,勢必要求振盪迴路要有較大的電感和電容,這樣不但元件體積大、笨重、安裝不便,而且製造困難、成本高。因此,200kHz以下的正弦振盪電路,一般採用振盪頻率較低的RC振盪電路。
RC振盪電路常用類型
RC振盪電路RC移相式振盪器
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。具有電路簡單,經濟方便等優點,但選頻作用較差,振幅不夠穩定,頻率調節不便,因此一般用於頻率固定、穩定性要求不高的場合。其振盪頻率為
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RC振盪電路文氏電橋振盪器
將RC串並聯選頻網絡和放大器結合起來即可構成RC振盪電路,放大器件可採用集成運算放大器。
如圖2所示,RC串並聯選頻網絡接在運算放大器的輸出端和同相輸入端之間,構成正反饋,Rt、R1接在運算放大器的輸出端和反相輸入端之間,構成負反饋。正反饋電路和負反饋電路構成一文氏電橋電路(如圖2所示),運算放大器的輸入端和輸出端分別跨接在電橋的對角線上,所以,把這種振盪電路稱為文氏電橋振盪電路。
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振盪信號由同相端輸入,故構成同相放大器,輸出電壓與輸入電壓同相,其閉環電壓放大倍數等於:
而RC串並聯選頻網絡在
時,
,
,所以,只要
,即
,振盪電路就能滿足自激振盪的振幅和相位起振條件,產生自激振盪,振盪頻率
採用雙聯可調電位器或雙聯可調電容器即可方便地調節振盪頻率。在常用的RC振盪電路中,一般採用切換高穩定度的電容來進行頻段的轉換(頻率粗調),再採用雙聯可變電位器進行頻率的細調。
RC振盪電路工作原理
輸出電壓 uo經正反饋(兼選頻)網絡分壓後,取uf作為同相比例電路的輸入信號ui。
(1) 起振過程
(2) 振盪頻率
振盪頻率由相位平衡條件決定。
改變R、C可改變振盪頻率
RC振盪電路的振盪頻率一般在200KHz以下。
(3)起振及穩定振盪的條件
考慮到起振條件
, 一般應選取
略大
。如果這個比值取得過大,會引起振盪波形嚴重失真。
(4) 穩幅環節
振盪幅度的增長過程不可能永無止境的延續下去,當放大器逐漸由放大區進入飽和區或截止區。工作於非線性狀態,其增益逐漸下降,當放大器增益下降導致環路增益下降為1,振幅增長過程將停止,振盪器達到平衡。
- 參考資料
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- 1. RC橋式振盪器研究 .知網[引用日期2019-05-28]
- 2. RC振盪電路特性EWB仿真分析——以文氏橋振盪電路為例 .知網[引用日期2019-05-28]
- 3. RC移相式振盪器的研究 .知網[引用日期2019-05-28]
- 4. 基於Multisim的高職電子技術課程教學實踐——RC振盪器的設計 .知網[引用日期2019-05-28]