Ⅰ 文氏振荡桥电路中二极管起什么作用
为了使桥式振荡电路有稳定的输出电压,需要对文氏电桥加入非线性环节,
这里是利用了二极管伏安特性曲线的非线性。也可以不采用二极管,只要能使振荡稳定即可。
Ⅱ 文氏桥振荡电路的正反馈之路由什么组成
文氏桥振荡器的电路原理图如下:
从电路构成看,电路由两个“桥臂”构成,R1、RF构成负反馈桥臂,并联RC网络和串联RC网络再串联构成正反馈桥臂。也就是说,文氏桥振荡器既有正反馈,又有负反馈。
我们知道,正反馈电路是不稳定系统,那么,整个电路到底表现为正反馈,还是负反馈呢?这要取决于正反馈和负反馈哪个占“上风”!
负反馈增益为A1=1+RF/R1
正反馈增益A2(jf)=1/(3+j(f/f0-f0/f))
总增益A(jf)=A1*A2(jf)=(1+RF/R1)/(3+j(f/f0-f0/f))
上式中f0=1/2πRC,先定性分析:
频率无穷低时,即f趋于0时,f0/f趋于无穷大,总增益趋于零。
频率无穷高时,即f趋于∞时,f/f0趋于无穷大,总增益趋于零。
直观判断,是一个带通网络,事实上,的确如此,并且增益的峰值出现在f=f0
此时A(jf)=(1+RF/R1)/3
即:A(jf)是实数,也就是说,频率为f0的信号经过环路一周后,其相移为0°。
RF/R1的值不同时,电路出现下述三种情况:
a、A<1时,假如电路有一个扰动,扰动每经过环路一次,信号被衰减,负反馈占“上风”,电路是稳定系统,最终扰动趋于零。
b、A>1时,假如电路有一个扰动,扰动每经过环路一次,信号被放大,正反馈占“上风”,电路是不稳定系统,出现幅度不断增大的振荡。
c、A=1时,负反馈与正反馈“旗鼓相当”,电路为中性的稳定状态,出现扰动时,频率为f0的信号分量维持原有大小,无限的持续下去。
显然,上述电路还会有问题,首先,实际不可能做到A=1,其次,振荡器的输出幅值不可控。为此,最好是开始时,振荡幅值足够大之前,A>1,振荡幅值达到预定的幅值之后,A=1,显然,这样的电路,需要加入一些非线性环节。
下述电路就是这样的电路:
Ⅲ 文氏电桥振荡电路输出行信号不失真什么意思
文氏电桥振荡电路输出信号应该是正弦波信号,如放大倍数(闭环增益)过大,输出就会产生非线性失真(正弦波削顶失真)。
Ⅳ 文氏桥原理
RC振荡电路可以可以产生特定频率的正弦波,这在很多数字系统中用来产生时钟信号,最大的优点就是成本低,而且在低频时,他的体积优势也很明显,LC振荡电路在低频是体积和成本都是问题。之前看过很多次资料一直不太理解这个振荡器的工作原理,今天又找到一点资料,顿时理解了一些,不过也只能算是基本了解了原理吧~
上图就是文氏桥振荡电路的原理图,在一个运放上,分别有正反馈和负反馈,正反馈为一个RC串并联选频网络,这也就是这个电路能产生特定频率波形的原因,因此先分析选频网络
图a为RC串并联选频网络,左端输入,右端输出。当输入信号的频率足够低的时候,可以将该网络等效为中图(频率小,电容容抗远大于电阻),输出超前于输入,如果频率趋近于0,输出将为趋近于0,相位超前趋近于90°,当输入信号足够大的时候,网络等效为右图(频率大,电容容抗远小于电阻),输出将滞后于输入,如果频率趋近于无穷大,输出趋近于0,相位滞后趋近于90°。两种情况下,信号都有衰减
对这样一个网络,输出的相位总是在滞后90°和超前90°之前徘徊,那么显然,总存在一个频率,使得输出和输入同相位,而且此时信号衰减最低,为三分之一,下图为网络的幅频特性和相频特性
如图,当频率在f0左右时,信号衰减小,而偏移这个频率的,衰减严重。
f0=1/2πRC
对选频网络的仿真
此时频率大于f0,很明显,输出的衰减已经超过1/3,而且相位滞后
现在再看文氏桥振荡电路,负反馈上的反馈系数为1+Rf/R1,而正反馈系数就为该选频网络的衰减系数。
在这个运放没有输入信号的时候,会有很多干扰,这个干扰先被放大为1+Rf/R1倍,如果某个干扰的频率正好为f0时,他正好又会被衰减为1/3 ,所以设定 1+Rf/R1=3,这样该信号就会被还原,而其他频率的信号经过这个过程后会被衰减,被抑制,这样,就选出了一个特定频率的干扰来放大,便得到了需要的正弦波。
在实际中,应当适当增大Rf,是负反馈系数大于3,让振荡器能起振,然而,这样的后果便是这个波形不断放大,最后让运放饱和,得到的波形就会失真,成了一个削去顶部的正弦波,这是不允许的,所以便在Rf上并联一个调节电路,使得负反馈系数不停在3左右跳动,让波形稳定在一个满意的范围
如图为仿真电路图,这个R2和R5我取了很久,才让电路输出一个5v的正弦波,本来20k的R2已经变成了31k,不知道这样是不是规范,反正仿真已经能出来波形了,实际中能不能行有待考证,不过也就是调节这几个电阻罢了。
如图,可以看到探针上显示的频率为1.58KHz,这个值正好等于1/2*π*R*C。
Ⅳ 文氏桥电路调节幅度和频率 到底有什么关系
频率,是单位时来间内完成周期性变化的自次数,是描述周期运动频繁程度的量,常用符号f或ν表示,单位为秒分之一,符号为s-1。为了纪念德国物理学家赫兹的贡献,人们把频率的单位命名为赫兹,简称“赫”,符号为Hz。每个物体都有由它本身性质决定的与振幅无关的频率,叫做固有频率。频率概念不仅在力学、声学中应用,在电磁学、光学与无线电技术中也常使用。
Ⅵ 文氏电桥的工作原理
文氏桥振荡电路由两部分组成:即放大电路和选频网络。 由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路,取其输入电阻高、输出电阻低的特点。
由Z1、Z2组成,同时兼作正反馈网络,称为RC串并联网络。由右图可知,Z1、Z2和Rf、R3正好构成一个电桥的四个臂,电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端。
由于Z1、Z2和R3、Rf正好形成一个四臂电桥,电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端,因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。 为克服RC移相振荡器的缺点,常采用RC串并联电路作为选频反馈网络的正弦振荡电路,也称为文氏电桥振荡电路,如图Z0820所示。它由两级共射电路构成的同相放大器和RC串并联反馈网络组成。由于φA=0,这就要求RC串并联反馈网络对某一频率的相移φF=2nπ,才能满足振荡的相位平衡条件。下面分析RC串并联网络的选频特性,再介绍其它有关元件的作用。
图1:RC串并联选频网络振荡器
图1中RC串并联网络在低、高频时的等效电路如图1所示。这是因为在频率比较低的情况下,(1/ωC)>R,而频率较高的情况下,则(1/ωC)<R,前者等效于一节超前型移相电路,后者等效于一节滞后型移相电路。显然频率从低到高连续变化,相移从90°到-90°连续变化,其中必存在一个中间频率f0,使RC串并联网络的相移为零。于是满足相位平衡条件。对此,可进一步作定量分析,由图1得:
图2
为调节频率方便,通常取R1=R2=R,C1=C2=C,如果令ω0=1/RC,则上式简化为:
图3
可见,RC串并联反馈网络的反馈系数是频率的函数。由式GS0821可画出的幅频和相频特性,如图Z0822所示。由图可以看出:
图4
这就表明RC串并联网络具有选频特性。因此图Z0820电路满足振荡的相位平衡条件。如果同时满足振荡的幅度平衡条件,就可产生自激振荡。
一般两级阻容耦合放大器的电压增益Au远大于3,如果利用晶体管的非线性兼作稳幅环节,放大器件的工作范围将超出线性区,使振荡波形产生严重失真。为了改善振荡波形,实用电路中常引进负反馈作稳幅环节。图1中电阻Rf和Re引入电压串联深度负反馈。这不仅使波形改善、稳定性提高,还使电路的输入电阻增加和输出电阻减小,同时减小了放大电路对选频网络的影响,增强了振荡电路的负载能力。通常Rf用负温度系数的热敏电阻(Rt)代替,能自动稳定增益。假如某原因使振荡输出Uo增大,Rf上的电流增大而温度升高,阻值Rf减小,使负反馈增强,放大器的增益下降,从而起到稳幅的作用。从图1可以看出,RC串并联网络和Rf、Re,正好组成四臂电桥,放大电路输入端和输出端分别接到电桥的两对角线上,因此称为文氏电桥振荡器。目前广泛采用集成运算放大器代替图1中的两级放大电路来构成RC桥式振荡器。图5是它的基本电路。文氏电桥振荡器的优点是:不仅振荡较稳定,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。
Ⅶ 什么是文氏电桥电路的选频特性
RC文氏电桥振荡器中二极管在电路中起调幅作用。
振荡输出电压信号过版零时,二极管上权的电压很小,电阻很大,使负反馈最弱,于是整体上正反馈最强,输出信号电压迅速增大。到输出电压达到0.5V以上时,二极管逐渐导通,负反馈作用逐渐体现并加强,于是输出信号电压增幅减小,配合电位器,振幅得到控制。
Ⅷ 这个文氏桥电路为啥不能产生正弦波
你这个电路的参数是有问题的
1:R5取值过小,会导致自动增益的衰减量过小
2: C1和C2取值过小,会导致振荡电路的振荡频率过高,而运放搭建的振荡电路的频率一般是在50KHZ以下的效果比较好的
运放振荡电路的是靠运放本身的噪声起振的,如果你在一开始就设定好了增益,运放是要等待一段时间才会振荡的
可以在开始仿真的时候将电位器调动一下,电路就会马上振荡了
可以对比一下附件中的电路,自行设计一下
Ⅸ 文氏桥振荡器的振荡原理是什么
文氏桥振荡器的电路原理图如下:
从电路构成看,电路由两个“桥臂”构成,R1、RF构成负反馈桥臂,并联RC网络和串联RC网络再串联构成正反馈桥臂。也就是说,文氏桥振荡器既有正反馈,又有负反馈。
频率无穷低时,即f趋于0时,f0/f趋于无穷大,总增益趋于零。
频率无穷高时,即f趋于∞时,f/f0趋于无穷大,总增益趋于零。
(9)文氏桥电路扩展阅读:
以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络、并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,就构成文氏桥振荡器。
文氏桥振荡电路由两部分组成:即选频网络和放大电路。 由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路,取其输入电阻高、输出电阻低的特点。
由Z1、Z2组成,同时兼作正反馈网络,称为RC串并联网络。由右图可知,Z1、Z2和Rf、R3正好构成一个电桥的四个臂,电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端。
由于Z1、Z2和R3、Rf正好形成一个四臂电桥,电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端,因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。
假如某原因使振荡输出Uo增大,Rf上的电流增大而温度升高,阻值Rf减小,使负反馈增强,放大器的增益下降,从而起到稳幅的作用。