当前课程知识点：模拟电子技术基础(应用部分) > 第三周 > 8.4 RC桥式正弦波振荡电路 > RC桥式正弦波振荡电路
由RC串并联选频网络
兼做正弦波振荡电路中的
正反馈网络
给它配上一个合适的放大电路
就可以构成正弦波振荡电路
那么它所构成的电路
就叫做RC桥式正弦波振荡电路
首先我们看怎么去组成
一个RC桥式正弦波振荡电路
这是我们前面讲的
RC串并联选频网络
也作为正反馈网络
接入到电路里边
这时我们需要给它
匹配一个合适的放大电路
那么我们学过的放大电路
比如有共射 共集 共基
还可以用两级电路
还可以共源共漏
那么我们看看这些电路合适吗
首先我们看共射电路
如果我们用一个共射电路
放到这个方框里面
这个电路能够产生正弦波振荡吗
选频有了
可以是正反馈吗
我们注意如果是共射电路的话
对于这个放大电路
它的输出电压和输入电压
是反相的
也就是它们的相位是-π
而这个网络 它的相移是0
因此当一个共射电路
和RC串并联网络匹配的时候
不可能产生正弦波振荡
因为它不符合相位条件
那么共集电路呢
那你说这个反相了 它不行
那这个是同相了 行不行呢
我们已经知道RC串并联网络
在f = f0的时候
f是1/3
因此如果要想使它满足起振条件
必须是A和F相乘要大于1
也就是说你要给它匹配的
是一个大于3的一个放大电路
它才有可能满足起振条件
而集电极放大电路
也就是射极输出器
它的电压放大倍数是1
所以它不符合幅值条件
不满足起振条件
好啦
那有的同学就会说了
说有一个电路
它的相位条件满足
因为它输出和输入是同相的
而且它也可以做到放大倍数大于3
那就是共基放大电路
但是我说共基放大电路
仍然不能够作为RC串并联网络
匹配的那个放大电路
为什么呢
这我们还要从共基放大电路本身
所具有的特点来说明这个问题
首先共基放大电路
它的输入电阻小
输入电阻小会怎么样呢
我们看在这里
并联的这一部分是接入到放大电路
那么如果这个放大电路的
输入电阻小
就意味着这个输入电阻
要和选频网络的R并联起来
共同决定它的振荡频率
另外 它的输出电阻比较大
那么这个输出电阻
对于这样一个选频网络仍然有影响
因为从输出端看进去
应该可以等效成为
一个有内阻的电压源
那个内阻就是输出电阻
而那个内阻是和串联部分的
这个电阻串起来的
也就是说 当用一个共基电路
来取代方框图的放大电路的时候
那它的输入电阻和输出电阻
都当影响着选频网络
也就是说它将影响着整个电路的
振荡频率
而我们知道
一旦和放大电路的参数产生关系
那么就要和温度产生关系
那这个振荡的频率
且不说它不是我们
按照选频网络的f0去振荡
而就从温度稳定性上来讲
这个电路就不能作为这个放大电路
况且在这里
就使得我们来决定
振荡频率的工作复杂起来
即使它的输入电阻和输出电阻
是稳定的
也会使得f0很复杂
那么我们希望是一个什么样的情况呢
我们希望当这个选频网络
接入进去之后
那个放大电路自身的参数
不影响振荡的频率
好了 不影响振荡的频率
意味着什么呢
我们希望接入的是一个
输入电阻趋于无穷
输出电阻趋于0
而放大倍数略大于3
能够满足起振条件的
这样一个放大电路
那这还问呢
说是否可用两级共射呢
两级共射是可以满足相位条件的
因为这时候输出电压和输入电压
是同相的
但是如果两级共射
不采取任何措施
仍然有这样的问题
就放大倍数太大了
但是输入输出电阻又不符合
我们所提出的要求
那么我们就会想到
其实我们有一个手段
是可以达到我们所需求的
那样一个放大电路
我们用一个两级共射放大电路
然后给它引入电压串联负反馈
我们知道引入电压串联负反馈之后
可以使得它电压放大倍数
大大地下降
因为两级共射
可能它会达到几百倍
甚至上千倍的放大倍数
那么我们让它降到
比3略大一点
但是这样还得到了一个好处
就是它的输出电阻
被大大地减小
输入电阻被大大地增大
这样就可以使得放大电路
自身的参数
对于选频不产生影响
所以在没有诞生集成运放之前
那么人们是怎么给它匹配的呢
就是用两级共射
然后引入电压串联负反馈
使得电压放大倍数大于3
然后这时候输入电阻很大
输出电阻很小
这样就对振荡的频率
影响很小了
我们按照这样一个思路
既然现在已经有了集成运放
那么我们就在集成运放
给它引入一个电压串联负反馈
然后作为这个放大电路
那应该说这是一个非常理想的选择
好 下面我们就给它进行匹配
那么就有这样一个特点呢
就是同相的比例运算电路
用它来做放大电路
接成电路之后就是这样的
注意我们看
这是反馈回来的这个信号
也就是RC串并联网络
接到这里
并联的部分作为同相比例
运算电路的输入
这是同相比例运算电路
那么有同学就会问了
我这里没看见桥啊
你不说这是RC桥式吗
那什么地方构成了桥路呢
我们看这个负反馈部分
和它正反馈部分
以负反馈的两个电阻为两个臂
以RC串并联网络
串联部分为一臂
并联部分为一臂
构成的就是一个桥路
我把它拎出来就是这样
这一部分就是负反馈的
两个电阻构成的两个臂
这一部分就是选频网络
兼做正反馈网络的
两部分电路
作为两个臂
我们和这边对照
你就可以看出它们确实构成的
是桥路啊
而两个顶点
一边是地一边是输出
也就是说两个顶点作为输出
另外两个顶点作为哪呢
是接到了A的反相输入端
和同相输入端
所以这样就构成了桥路
要想使得它满足振荡的条件
很容易
那么只要在这个电路里边
我们把Rf这个电阻取的
略大于两倍的R1
就可以使得电路
满足起振条件
但是在这个电路里边
存在着一个问题
什么样的问题呢
就是这是一个运算电路
它本身的是A是1+Rf/R1
是一个线性度很好的
而这它的输出和输入
也是一种线性的关系
我们前面讲了
对一个正弦波振荡电路
你必须有非线性的环节
才可能让它稳幅
所以在这个电路里边
我们特别要加上非线性环节
让它稳幅
那么方法是多种多样的
比如我们在负反馈的网络里边
那个R和Rf
用热敏电阻来使得它产生
非线性的环节
那也可以用二极管
就是这样的电路
我们让二极管本身
当它通过的电流不同的时候
它等效的那个动态的电阻是不同的
所以当Uo由某中原因增大的时候
必然使二极管里边的电流增大
使二极管的动态电阻减小
从而使得这个放大电路的
放大倍数减小
让它回到原来的那个Uo的幅值上去
当然你可以可以用稳压管什么
这样的措施去限制它的幅值
所以从这我们可以看到
这样的一个电路
是一种桥式的电路
而这样的一种构思方式
是一个文氏老先生发明的
他早在电子管的时代
就产生了这样一种构思
而且实现了
所以无论是电子管
还是晶体管的时代
还是现在集成电路的时代
我们都称这样的一种电路
叫做文氏桥振荡电路
那么文氏桥振荡电路
它的特点是什么呢
就是以RC串并联网络
为它的选频网络和正反馈网络
而且引入电压串联负反馈
两个网络构成桥路
一对顶点作为输出电压
一对顶点作为放大电路的
净输入电压
这样就构成了文氏桥振荡电路
也就是说我不管你那个放大电路
是由什么样的一个元件构成的
只要它具备这样一个特点
我们就称它是文氏桥振荡电路
那么这样一个振荡电路
如果我们想让它频率可调的话
也不难做到
那就是这种两个电阻
这样的一种画法
说明它是一个同轴的电位器
也就是两个电阻的阻值本身
在我拧动它滑动端的时候
它们阻值的变化是一样的
那么在实际电路里面
C它是用一个两层的波段开关
也就是说这两个电容
要变化同时变化
那么我们就可以做到
注意底下也有C
上面也有C
然后看这虚线表示它们是联动的
大家要在C4的位置都在C4
C3的位置都在C3
然后我们看R部分
有一部分取固定电阻
一部分取是可变的电阻
那这个时候这个电路
就可以通过改变C
来粗调它的振荡频率
改变电位器的滑动端
来微调它的振荡的频率
然后我们还可以加稳压管
来限制它输出的峰-峰值
这就变成了一个
把这个接入进去
把稳压管接入进去
这就是一个非常实用的
文氏桥振荡电路
在过去叫做信号发生器的
这样的仪器里边
几乎毫无例外的
都是用文氏桥振荡电路
来作为它的基本电路
然后再给它加一些辅助的电路
使得它频率可调幅值可调
但是总体我们可以看到
像A本身它的带宽是有限的
它本身有很多结电容
假如这些结电容 比如输入
有个等效的电容
是不容忽略的
那么它就会并在了串并联
选频网络的并联部分的电容上
就会影响了它的振荡的频率
而我们要想提高这个电路的
振荡频率
我们一定是要去减小
这个电阻和电容
当电容减小到一定程度
也就是说你的需求振荡频率
高到一定程度的时候
由RC组成的选频网络就不适用了
这时候你必须换LC的选频网络
-7.1模拟电子技术基础（应用部分）概述
-7.2 由集成运放组成的运算电路概述
-7.3 反相输入比例运算电路
-7.4 同相输入比例运算电路
-7.5 反相求和运算电路
--反相求和运算电路
-7.6 同相求和运算电路
--同相求和运算电路
-实验一：单端输入双端输出电路
-7.7 加减运算电路
--加减运算电路
-7.8 关于比例及加减运算电路的讨论
-7.9 积分运算电路
--积分运算电路
-7.10 微分运算电路
--微分运算电路
-第一周作业
--第一周作业题
-EDA1 解一元多次方程
--解一元多次方程
-7.11 对数运算电路和指数运算电路
-7.12 模拟乘法器简介
--模拟乘法器简介
-7.13 模拟乘法器在运算电路中的应用
-实验二 正弦波电压倍频电路
-7.14 关于运算电路的讨论
-7.15 有源滤波器概述
--有源滤波器概述
-7.16 一阶低通滤波器
--一阶低通滤波器
-7.17 二阶低通滤波器
--二阶低通滤波器
-7.18 其它滤波器
--其它滤波器
-实验三 滤波电路的应用
--滤波电路的应用
-第二周作业
--第二周作业题
-8.1 正弦波振荡的条件
--正弦波振荡的条件
-8.2 正弦波振荡的组成及分类
-EDA2 正弦波振荡电路的起振和稳幅过程
-8.3 RC串并联选频网
--RC串并联选频网
-8.4 RC桥式正弦波振荡电路
-8.5 RC正弦波振荡电路的讨论
-实验四 正弦波振荡电路的测试
-8.6 变压器反馈式正弦波振荡电路
-8.7 电感反馈和电容反馈式正弦波振荡电路
-8.8 LC正弦波振荡电路的讨论
-第三周作业
--第三周作业题
-8.9 石英晶体正弦波振荡电路
-8.10 电压比较器概述
--电压比较器概述
-8.11 过零比较器
--过零比较器
-8.12 一般单限比较器
--一般单限比较器
-8.13 滞回比较器
--滞回比较器
-8.14 窗口比较器与集成比较器
-8.15 关于电压比较器的讨论
-8.16 常见非正弦波和矩形波发生电路的组成
-第四周作业题
-8.17 矩形波发生电路
--矩形波发生电路
-8.18 三角波-方波发生电路
-8.19 锯齿波发生电路和压控振荡电路
-EDA3 三角波发生电路->锯齿波发生电路->压控振荡电路的结构变化
-实验五 非正弦波发生电路的测试
-8.20 波形变换电路
--波形变换电路
-EDA4 波形变换电路的设计与实现
-8.21 信号转换电路
--信号转换电路
-8.22 关于信号转换电路的讨论
-9.1 概述
--概述
-9.2 变压器耦合功率放大电路
-第五周作业
--第五周作业题
-实验六 压控振荡电路的参数选择与调试
-9.3 OTL电路
--OTL电路
-9.4 OCL电路和BTL电路
-9.5 OCL电路最大输出功率及效率的估算
-9.6 OCL电路中晶体管的选择
-实验七 功放管及其散热器展示
-9.7 功率放大电路的讨论一（读图练习）
-9.8 功率放大电路的讨论二（电路的识别和故障分析）
-10.1 直流稳压电源的组成及各部分的作用
-10.2 单相半波整流电路
--单相半波整流电路
-第六周作业
--第六周作业题
-EDA5 数字式仪表的设计与仿真
--数字式仪表的设计
-10.3 单相桥式整流电路
--单相桥式整流电路
-10.4 电容滤波电路
--电容滤波电路
-10.5 其它滤波电路
--其他滤波电路
-10.6 稳压电路的性能指标及稳压二极管
-10.7 稳压管稳压电路的工作原理和主要性能指标
-10.8 稳压管稳压电路的设计
-实验八 稳压管稳压电路的设计及实现
-10.9 串联型稳压电路的组成
-10.10 串联型稳压电路中调整管的选择
-第七周作业
--第七周作业题
-10.11 关于串联型稳压电路的讨论
-10.12 集成三端稳压器及其基本用法
-10.13 基准电压源三端稳压器及其基本用法
-实验九 稳压电源性能指标的测试
-10.14 关于线性稳压电源的讨论
-10.15 开关型稳压电路的特点和基本原理
-10.16 串联开关型稳压电路
-10.17 并联开关型稳压电路
-第八周作业
--第八周作业题
-调查问卷
-期末考试
