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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相结合，
2、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）,波形失真系数kf=0.1 %-0.2 %
3、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； r f=r / r 3+r p ： 为二极管
4、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，可以初选r 2=r仁15k ,则根据式f 0=12n rc,可计算出电容值为c=12
5、n f 0r=12 x 3.14 x 103x 15x 103=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 012n rc 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=3.12.1 x 16k =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=2.1 x 24k =50.4k 2.3 二极管vd1、vd2的选择稳幅二极管的选择应特别注意两点：一是为了保证电路的对称性， 两个稳幅二极管的特性参数必须匹配；二是为了提高电路的温度稳 定性，应采用硅管。由于二极管 vd1、vd2导通时的动态电阻 的值
