RC正弦波振荡电路的设计

1、RC 正弦波振荡电路的设计【摘要】 论文对 rc 文氏电桥正弦振荡器进行了设计，该电桥电 路振荡频率 f0=1000hz，输出电压 u0=4v （峰值），波形失真系数。通过设计电路及选取各元件参数，输出电压均符号指标要求。【关键词】rc 正弦波振荡电路 文氏电桥电路 二极管稳幅各种电器设备要正常工作，常常需要各种小波形信号的支持。 电器 设备中常用的信号有正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等。在电器 设备中，这些信号是由波形产生和变换电路来提供的。波形产生电 路是一种不需外加激励信号就能将直流能源转化成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出电路，又称振荡器或波形发生 器。通过与波形变换电路

2、相结合，它能产生正弦波、矩形波、三角 波和阶梯波等各种波形，能满足现代测量通信、自动控制和热加工、 音视频设备及数字系统等对各种信号源的需求。rc 正弦波振荡电路因其选频网络由 r、c 元件组成而得名。根据选 频网络的结构和连接方式的不同，又可分为文氏电桥振荡器、移相 式振荡器和双 t 式振荡器。rc 振荡电路的工作频率较低，一般为 1hz1mhz,常采用外稳幅电路， 用于低频电子设备中。 rc 文氏电桥 振荡器具有电路简单、易起振和振荡频率易调节等特点，为大多数 低频振荡电路所采用。本文设计一个振荡频率 f0=1000hz 的文氏电 桥正弦振荡器， 输出电压 u 0=4v（峰值）,波形失真系

3、数kf=0.1 %-0.2 %逍过诊计电路及选取务元件参數耐电爪均符号指标耍求。1、主电路选择根据输出指标的要求，本设计选择二极管外稳幅的文氏电桥电路。 该电路利用二极管的非线性自动调节负反馈的强弱来控制电压的 恒定。其中，二极管 vdl、vd2 组成外稳幅电路，振荡过程中 vdl、 vd2 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r d 随 u d 增大|ri下降.因此负反馈随振幅上升而增加，直到满足振幅平衡条件为止。二极 管稳幅电路简单.乂经济。图 1 二极管外稳幅的文氏电桥振荡器该电路的放大倍数为a u=1+r fr 4 式中 r f 为等效电阻；

4、 r f=r / r 3+r p ： 为二极管 vdl、vd2 导通 时的动态电阻。振荡电路刚起振时，输出电压u 0 幅度较小，r d 较丈，a u 较大：仃利-起払 u 随方掘荡的进彳厂 输出电压 u 0 幅度逐渐增大，导致二极管动态电阻r d 逐淅减小，a u 逐渐下降，输川 HiJk u 0 幅度趋于稳定，最 终电路达到稳定振荡状态。2、电路参数选择2.1 选择 r、c为了使 rc 选频网络的特性不受集成运算放大器的输入输出电阻的 影响，在选择 r 时，应满足以下条件 r i r r 0 式 中，r i 是集成运算放大器同相输入电阻；r0 是集成运算放大器的输出电阻。查阅集成运放手册，可

5、以初选r 2=r仁 15k ,则根据式f 0=12nrc,可计算出电容值为c=12nf 0r=12x3.14x103x15x103=0.0106 卩 f据此，可选取标称值为c=0.01 卩 f 的电容将 c=0.01 叮代入式 f 012nrc 计算电阻 r 的准确值 r=15.9k ,取标称值 r=16k 的电阻即可。2. 2 选择 r 4、r f电阻 r 4 和 r f 可根拯 rc 文氏电桥振荡电路的振幅起振条件： r f 2r 3 来确定*本设计取r f=2.1r4,这样即能保证起振，又不会引起严重的波形失真。同时，为了减小运算放大器输入失调及其漂移的影响，根据平衡电阻概 念，应使电阻r 4 和 r f 尽虽满足 r 2=r=r4II rf 的条件，联解 r f=2.1r f 和 r=r 4/ rf 可得r 4=3.12.1r=3.12.1x16k=23.6k可选取标称值为r 4=24k 的屯阳，则 r f 的脱俏为r f=2.1r4=2.1x24k=50.4k2.3 二极管 vd1、vd2 的选择稳幅二极管的选