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文氏橋振蕩器的工作原理

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  • 發(fā)布時(shí)間:2013/8/17 0:13:08
  • 作者:銀河電氣

  文氏橋振蕩器的電路原理圖如下:

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  從電路構(gòu)成看,電路由兩個(gè)“橋臂”構(gòu)成,R1、RF構(gòu)成負(fù)反饋橋臂,并聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)和串聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)再串聯(lián)構(gòu)成正反饋橋臂。也就是說,文氏橋振蕩器既有正反饋,又有負(fù)反饋。
  我們知道,正反饋電路是不穩(wěn)定系統(tǒng),那么,整個(gè)電路到底表現(xiàn)為正反饋,還是負(fù)反饋呢?這要取決于正反饋和負(fù)反饋哪個(gè)占“上風(fēng)”!
  負(fù)反饋增益為A1=1+RF/R1
  正反饋增益A2(jf)=1/(3+j(f/f0-f0/f))
  總增益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:
  頻率無窮低時(shí),即f趨于0時(shí),f0/f趨于無窮大,總增益趨于零。
  頻率無窮高時(shí),即f趨于∞時(shí),f/f0趨于無窮大,總增益趨于零。
  直觀判斷,是一個(gè)帶通網(wǎng)絡(luò),事實(shí)上,的確如此,并且增益的峰值出現(xiàn)在f=f0
  此時(shí)A(jf)=(1+RF/R1)/3
  即:A(jf)是實(shí)數(shù),也就是說,頻率為f0的信號(hào)經(jīng)過環(huán)路一周后,其相移為0°。
  RF/R1的值不同時(shí),電路出現(xiàn)下述三種情況:
  a、A<1時(shí),假如電路有一個(gè)擾動(dòng),擾動(dòng)每經(jīng)過環(huán)路一次,信號(hào)被衰減,負(fù)反饋占“上風(fēng)”,電路是穩(wěn)定系統(tǒng),最終擾動(dòng)趨于零。
  b、A>1時(shí),假如電路有一個(gè)擾動(dòng),擾動(dòng)每經(jīng)過環(huán)路一次,信號(hào)被放大,正反饋占“上風(fēng)”,電路是不穩(wěn)定系統(tǒng),出現(xiàn)幅度不斷增大的振蕩。
  c、A=1時(shí),負(fù)反饋與正反饋“旗鼓相當(dāng)”,電路為中性的穩(wěn)定狀態(tài),出現(xiàn)擾動(dòng)時(shí),頻率為f0的信號(hào)分量維持原有大小,無限的持續(xù)下去。
  顯然,上述電路還會(huì)有問題,首先,實(shí)際不可能做到A=1,其次,振蕩器的輸出幅值不可控。為此,最好是開始時(shí),振蕩幅值足夠大之前,A>1,振蕩幅值達(dá)到預(yù)定的幅值之后,A=1,顯然,這樣的電路,需要加入一些非線性環(huán)節(jié)。
  下述電路就是這樣的電路:

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