低失真文氏电桥正弦波振荡电路

2011-02-04 13:01:30来源: 互联网

电路的功能

文氏电桥电路一直被作为正弦波发生电路使用,需要在低频范围产生低失真波形时可以采用这样电路。改变电阻RO或电容器CO可获得数百千赫兹以下的振荡频率。

电路工作原理

振荡原理是当环路内移相量是0度或360度的整数倍,环路放大倍数大于1时,电路便会产生振荡。若振荡增大,电路就会饱和,所以需要振幅稳定电路。

文氏电桥电路谐振时的衰减量为1/3,为了起振,反馈放大器A1的电压放大倍数必须大于3。

参数无系数的文氏电桥电路的振荡频率FO由FO=1/2πCO.RO确定。电容器CO的容量应保证基电抗XO在1K~数面千欧姆,决定CO的容量后,再根据RO=1/2πFO.CO求出RO的阻值。

振幅稳定电路是利用结型FET漏极-源极电阻受电压控制,阻值可变。如FET的漏电压增大时,波形失真也会增加,所以用反相放大器A2把振荡放大大约3倍,然后再由A1把电平降低到1/3。并在漏级-级之间加局部反馈(R3、R4)。

振幅控制环路是用OP放大器A3把齐纳二极管产生的基准电压与由D1把A2输出经整流的电流平均值加以比较、积分,对FET的栅极电压进行控制。为了抵消整流二极管的温度系数,在基准电压电路加了补偿二极管D2。

电容器C2用来确定积分时间常数,容量小响应快,但整流电路会产生脉动,增加滤形失真。电阻R5的作用是使积分电路产生超前补偿,可以加快响应速度,但是如果其阻值较大,也会有脉动残留。

元件的选择

在文氏电桥振荡电路中,很难实现超低频振荡,因为频率越低,稳定时间就会越长。另一方面,振荡频率的上限受OP放大器A1的相位特性限制,如振荡频率要求达数百千赫,应选用视频OP放大器,RO在驱动能力允许的情况下阻值应尽量小。CO的容量如果太小会受电路寄生电容或OP放大器输入电容的影响,电路容易不稳定。

调整

为了降低失真率,须抑制整流电路的纹波,办法是用R2把FET的可变范围缩小。如果文氏电桥各臂存在误差,衰减量就不为3,因此必须把增益的可调范围设计得稍大一些。

振幅控制电路的响应时间取决于C2、R5以及FET的变化范围。如果加大C2的容量,稳定时间就会延长。如果R5的超前补偿量加大,即可迅速稳定,但是会增加失真率。

关于稳定性的检查,可以观测电源接通后的振荡波形,也可以把OP放大器A1的同相输入接地,通过观察振荡停止后的上升特性了解稳定性。

关键字:正弦波

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0204/article_4509.html
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