振蕩電路設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)
首先需要明白的是振蕩電路的設(shè)計(jì)原理。
本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/202404/458112.htm原理如下所示:
要產(chǎn)生正弦波振蕩,必須有滿足相位條件的f0,且在合閘通電時(shí)對(duì)于f= f0信號(hào)有從小到大直至穩(wěn)幅的過程,即滿足起振條件。
RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò):
下面求出電路的頻率特性:
首先介紹最簡(jiǎn)單常見的文氏橋振蕩電路
振蕩電路設(shè)計(jì)原理如下:
特點(diǎn):以RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)為選頻網(wǎng)絡(luò)和正反饋網(wǎng)絡(luò),并引入電壓串聯(lián)負(fù)反饋,兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成橋路,一對(duì)頂點(diǎn)作為輸出電壓,一對(duì)頂點(diǎn)作為放大電路的凈輸入電壓,就構(gòu)成文氏橋振蕩電路。
仿真電路見右圖所示:
說明:振蕩頻率由求得。
而調(diào)節(jié)R5電阻可以調(diào)節(jié)正弦波的輸出幅值。
兩個(gè)二極管是用來穩(wěn)定輸出電壓的。
在開始時(shí),為了使電路起振,所以使正反饋的作用大于負(fù)反饋,在達(dá)到需要的幅值之后,就使正負(fù)反饋的作用相同。
下面來看另外一個(gè)例子:
根據(jù)振蕩電路的設(shè)計(jì)要求,要想完成振蕩必須首先滿足相位條件。
圖中有三個(gè)低通濾波器,每個(gè)都可以提供相移。
可以看出三個(gè)低通濾波器的時(shí)間常數(shù)一樣,因此他們提供的相依理論上是一樣的。
電路輸出信號(hào)直接反饋到運(yùn)放的反向輸入引腳,因此此處會(huì)引入-180°的相移。
而對(duì)于三個(gè)低通濾波器網(wǎng)絡(luò)引入的相移范圍為0°至-270°。
因此存在一個(gè)頻率使得整體相移為-360°,滿足相位條件。
也就是說每個(gè)低通濾波器引入的相移是-60°,因此可以知道頻率的計(jì)算公式如下:
F = tan 60 degrees / 2 * pi * R1 * C1
F(s)=1/(1+jwRC)的相角為-60°,也就是上面的公式。
為了是信號(hào)能夠在單電源下工作,可以引入直流偏置,直接分析直流通路,可以看書,輸出信號(hào)中會(huì)疊加出來2.5V的直流信號(hào)。
輸出幅值由于衰減正常比較小,因此可以在后級(jí)添加同相放大電路,這樣可以將信號(hào)進(jìn)行放大。
輸出的波形如下所示:
方波發(fā)生器:
上面的是方波發(fā)生器的基本原理,同時(shí)具有兩路反饋信號(hào),通過兩路信號(hào)的信號(hào)延遲來輸出方波。
具體的圖如左邊所示。這里加上限幅器比較好。
為了使占空比可調(diào)只要改變兩邊的充電時(shí)間即可。
同樣由于方波是由無數(shù)個(gè)正弦波疊加生成的,因此如果使用低通濾波器將信號(hào)中的二次以上的諧波濾掉,至保留基波,這樣就轉(zhuǎn)變成了正弦波信號(hào)。具體信號(hào)如下所示:
U1生成一個(gè)500kHz方波輸出,U2形成3階切比雪夫?yàn)V波器,用來濾除高頻信號(hào)。
輸出波形如下所示:
三角波發(fā)生電路:
為什么要改變輸入方向呢,原因是當(dāng)?shù)谝患?jí)輸出高電平時(shí),積分電路的輸出電壓是在往下降的,具體可以列出方程就知道了。
這樣,如果第二級(jí)的輸出電壓還反饋到第一級(jí)的反向輸入端,會(huì)導(dǎo)致無法正常工作,因此只能反饋到正向輸入端,這樣使用疊加原理,可以得出波形。
具體的仿真電路如下所示:
仿真波形如下所示:
振蕩頻率取決于R1,C1,和U1的峰值-峰值輸出.
評(píng)論