3.6RC正弦浪振荡器 当要求产生频率在几十干赫以下的低频正弦波信号 时,需采用RC振荡器。其电路由RC选频网络和放大器 组成。 3.6.1RC选频网络(动画 V R RC相移网络 1、超前型 图36.1RC超前相移网络 R 1+JOC Oo jOCR O r+ 其中 RO 3.6.1
当要求产生频率在几十千赫以下的低频正弦波信号 时，需采用ＲＣ振荡器。其电路由RC选频网络和放大器 组成。 3.6.1 RC选频网络 一、RC相移网络 1、超前型 2 0 1 0 1 1 1 f V R j CR k j V j CR R j j C = = = = + + + 其中 0 1 RC = 3.6.1 图3.6.1 RC超前相移网络 3.6 RC正弦波振荡器 (动画)
幅频特性 K,(a) 0.7 k,() 0 相频特性 P(a) 90 (0)2 arctan( 45 相应的幅频特性 和相频特性曲线如图 361(b)、(c)所示。 图3.6.1RC超前相移网络的频率特性 (b)幅频特性(c)相频特性 3.6.1
幅频特性 0 2 0 ( ) 1 ( ) f k = + 相频特性 0 ( ) arctan( ) 2 = − 相应的幅频特性 和相频特性曲线如图 3.6.1(b)、(c)所示。 3.6.1 图3.6.1 RC超前相移网络的频率特性 （b）幅频特性 （c）相频特性
2、滞后型 传输系数为 I+jOCR 1+ 其中 P(a) RC 幅频特性 45° 相频特性 图36.2RC滞后相移网络及其频率特性 (a)相移网络(b)幅频特性 ( o)=-arctan(--) (c)相频特性 3.6.1
2、滞后型 传输系数为： 3.6.1 2 1 0 1 1 1 1 f V k V j CR j = = = + + 其中 0 1 RC = 幅频特性 2 0 1 ( ) 1 ( ) f k = + 相频特性 0 ( ) arctan( ) = − 图3.6.2 RC滞后相移网络及其频率特性 (a)相移网络 （b）幅频特性 （c）相频特性
结论: (1)一节导前移相或滯后移相电路实际 能产生的相移量小于90°(当相移趋近90°时,增 “益已趋于器),所以至少要三节RC移相电路才能 产生180°相移。 大(2)与反相放大器就可以组成正反馈振荡器 3.6.1
结论： （1）一节导前移相或滞后移相电路实际 能产生的相移量小于90°(当相移趋近90°时，增 益已趋于零), 所以, 至少要三节ＲＣ移相电路才能 产生180°相移。 （2）与反相放大器就可以组成正反馈振荡器。 3.6.1
二、RC串、并联网络 RC串并联选频网络的传输系数为: R 23+(O R山c 其中 RC 或f6 户科学与工学 2丌RC 图3.6.3RC串并联相移网络 幅频特性欢,(O) 9+( 相频特性:9(o)=- arctan("0) 3.6.1
二、RC串、并联网络 RC串并联选频网络的传输系数为： 2 2 0 0 1 3 ( ) f V k V j = = + − 其中 0 1 RC = 或 0 1 2 f RC = 3.6.1 图3.6.3 RC串并联相移网络 幅频特性 ： 0 2 0 1 ( ) 9 ( ) f k = + − 相频特性 ： 0 0 ( ) arctan( ) 3 − = −
结论:(1)当O=0时k,k/m3 kp(a) 1 q(O0)=0所以可以与同相放大器 构成正反馈电路。 0 (2)串并联选频电路具有类似 LC回路的带通滤波特性,但选择 户科学与工学 性能不如LC回路。 90 由以上讨论知:三种RC网络均 0 具有负斜率的相频特性,若作为 90 振荡器的选频网络,满足振荡器 的相位稳定条件。 图36.3RC串并联相移网络的频率特性 (b)幅频特性(c)相频特性 3.6.1
结论：(1)当 = 0 时 max 1 3 f f k k = = 构成正反馈电路。 （2）串并联选频电路具有类似 ＬＣ回路的带通滤波特性，但选择 性能不如ＬＣ回路。 3.6.1 图3.6.3 RC串并联相移网络的频率特性 （b）幅频特性 （c）相频特性 ( ) 0 0 = 所以可以与同相放大器 由以上讨论知：三种ＲＣ网络均 具有负斜率的相频特性，若作为 振荡器的选频网络，满足振荡器 的相位稳定条件
3.62RC正弦浪振荡器 文氏电桥振荡器 采用同相集成运算放大器所组成的文氏桥 式振荡器如图364所示。 一C 户科学与工学 而4=1+,所以 A R CIR R. v 起振条件 2 R1 Rl 振荡器的振荡角频率 图364文氏桥式振荡器 (动画) OSC RO 3.6.2
一、文氏电桥振荡器 采用同相集成运算放大器所组成的文氏桥 式振荡器如图3.6.4所示。 图3.6.4 文氏桥式振荡器 当 = osc 时， 1 ( ) 3 T Ak A osc f = = 而 2 1 1 R A R = + ，所以 起振条件 2 1 2 R R 振荡器的振荡角频率 0 1 osc RC = = 3.6.2 3.6.2 RC正弦波振荡器 （动画）
文氏桥式振荡电路的特点: (1)引入负反馈以减小和限制放大器的增益,使在开 始时放大器增益略大于3,这样,环路增益仅在振荡频 率及其附近很窄的频段略大于1,满足振幅起振条 件,而在其余频段均不满足正反馈振幅起振条件。 (2)在负反馈支路上采用具有负温度系数的热敏电阻 如图36.4中的R)。起振后,振荡电压振幅逐渐增大 大加在上的平均篇加:度升高,使上周减小 性工作区就会具有随振幅增加而增益下降的特性,满足 振幅平衡和稳定条件。 3.6.2
文氏桥式振荡电路的特点： （1）引入负反馈以减小和限制放大器的增益，使在开 始时放大器增益略大于３，这样，环路增益仅在振荡频 率 osc f 及其附近很窄的频段略大于１，满足振幅起振条 件，而在其余频段均不满足正反馈振幅起振条件。 3.6.2 （2）在负反馈支路上采用具有负温度系数的热敏电阻 （如图3.6.4中的 Rt ）。 起振后， 振荡电压振幅逐渐增大， 加在 Rt 上的平均功率增加，温度升高，使 Rt 阻值减小， 负反馈加深，放大器增益迅速下降。 这样，放大器在线 性工作区就会具有随振幅增加而增益下降的特性，满足 振幅平衡和稳定条件
振荡器的稳幅方式有两种 外稳幅方式: 像文氏电桥振荡器依靠外加热敏电阻形成可变负 反馈来实现振幅的平衡和稳定的方法称为外稳幅; 内稳幅方式 户科学与工学 像LC振荡器那样依靠晶体管本身的非线性特性 来稳定振幅的方法称为内稳幅
振荡器的稳幅方式有两种： 外稳幅方式： 像文氏电桥振荡器依靠外加热敏电阻形成可变负 反馈来实现振幅的平衡和稳定的方法称为外稳幅； 像ＬＣ振荡器那样依靠晶体管本身的非线性特性 来稳定振幅的方法称为内稳幅。 内稳幅方式：
二、相移型振荡器 相移型振荡器是采用导前移相或滞后移相电路 作为选频网络。 图3.65是由三节导前移相电路和集成运放组成 的RC相移振荡器。 该振荡器的振荡频率∫和振幅起振条件分别为: 2n√6RC R R >29 R R R R 图36.5RC相移振荡器 3.6.2
二、相移型振荡器 相移型振荡器是采用导前移相或滞后移相电路 作为选频网络。 图3.6.5是由三节导前移相电路和集成运放组成 的ＲＣ相移振荡器。 osc f 和振幅起振条件分别为： 1 2 6 29 osc f f RC R R = 图3.6.5 RC相移振荡器 3.6.2 该振荡器的振荡频率
