RC串并联网络振荡电路

RC串并联网络振荡电路用以产生低频正弦波信号，是一种使用十分广泛的RC振荡电路。

振荡电路的原理图如上图所示。其中集成运放A作为放大电路，它的选频网络是一个由R、C元件组成的串并联网络，RF和R’支路引入一个负反馈。由图可见，串并联网络中的R1、C1和R2、C2以及负反馈支路中的RF和R’正好组成一个电桥的四个臂，因此这种电路又称为文氏电桥振荡电路。

一、RC串并联网络的选频特性

当f=fo=1/2 RC时，Uf的幅值达到最大，等于U幅值的1/3，同时Uf与U同相。

二、振荡频率与起振条件

1、振荡频率

为了满足振荡的相位平衡条件，要求 ΨA+ΨF=±2nπ。以上分析说明当f=fo时，串并联网络的ΨF=0，如果在此频率下能使放大电路的ΨA=±2nπ，即放大电路的输出电压与输入电压同相，即可达到相位平衡条件。在图1的RC串并联网络振荡电路原理图中，放大部分是集成运放，采用同相输入方式，则在中频范围内 ΨA近似等于零。因此，电路在fo时ΨA+ΨF=0，而对于其他任何频率，则不满足振荡的相位平衡条件，所以电路的振荡频率为

　　　　　 (1)

2、起振条件

已经知道当f=fo时，|F|=1/3。为了满足振荡的幅度平衡条件，必须使|AF|>1，由此可以求得振荡电路的起振条件为

|A| > 3 （2）

因同相比例运算电路的电压放大倍数为

为了使|A|=Auf>3，图1所示振荡电路中负反馈支路的参数应满足以下关系:

RF > 2R’ (3)

三、振荡电路中的负反馈

根据以上分析可知，RC串并联网络振荡电路中，只要达到|A|>3，即可满足产生正弦波振荡的起振条件。如果|A|的值过大，由于振荡偏度超出放大电路的线性放大范围而进入非线性区，输出波形将产生明显的失真。另外，放大电路的放大倍数因受环境温度及元件老化等因素影响，也要发生波动。以上情况都将直接影响振荡电路输出波形的质量，因此，通常都在放大电路中引入负反馈以改善振荡波形。在图1所示的RC串并联网络振荡电路中，电阻RF和R’引入了一个电压串联负反馈，它的作用不仅可以挺高放大倍数的稳定性，改善振荡电路的输出波形，而且能够进一步提高放大电路的输入电阻，降低输出电阻，从而减小了放大电路对RC串并联网络选频特性的影响，提高了振荡电路的带负载能力。

改变电阻RF和R’阻值的大小可以调节负反馈的深度。RF愈小，则负反馈系数F=R’/ RF+R’愈大，负反馈深度愈深，放大电路的电压放大倍数愈小；反之，RF愈大，则负反馈系数F愈小，即负反馈愈弱，电压放大倍数愈大。如电压放大倍数太小，不能满足|A|>3条件，则振荡电路不能起振；如电压放大倍数不大，则可能输出幅度太大，使振荡波形产生明显的非线性失真，应调整RF和R’的阻值，使振荡电路产生比较稳定而失真较小的正弦波信号。

四、振荡频率的调节

只要改变电阻R或电容C的值，即可调节振荡频率。例如，在RC串并联网络中，利用波段开关换接不同容量的电容对振荡频率进行粗调，利用同轴电位器对振荡频率进行细调。采用这种办法可以很方便地在--个比较宽广的范围内对振荡频率进行连续调节。