文氏电桥振荡电路设计

文氏电桥振荡电路

文氏电桥满足放大器增益条件使得电路自激来产生需要频率的电路，是一种无需外加激励而能产生1Hz～1MHz范围内的正弦波电路。

起振条件：

总增益>1;

幅度平衡条件：总增益=1;A是倍数增益，反馈的是B倍。也就是αxβ=1;

相位平衡条件：核心思想就是输入输出没有相位差，放大电路的移相+反馈网络的移相=2πn(n=0，1，…)。

文氏电桥基本电路如下图所示：放大器的虚短虚断的原理，所以可以把该电路看作一个电桥。

放大的信号到底从何而来?

初始时，电路中仅存在微弱的频谱分布很广的杂波信号其中也包括f=1/(2πRC)这样一个频率成分，R1=R2，C1=C2。由于放大倍数较小，此时电路尚未满足自激振荡的条件。

微弱信号经运算放大器放大后，通过R1、R2、C1和C2组成的正反馈选频网络，使得输出信号的幅度越来越大，即振荡产生。R1和C1组成高通滤波器，R2和C2组成低通滤波器，这样组成带通网络，选出目标频带信号。

观察到正弦信号并非是从一开始就输出，而是经历了一个从无到有，从小到大的渐变过程。Uo与Ui的幅值之比为3。公式里的VF是Vi。根据阻抗串并联公式计算阻抗，电容的阻抗计算公式为1/jwc。

当f=f0时，传输系数最大，且相移为0，即Fmax=1/3，φF=0。RC混联网络具有选频特性。对频率f0而言，为了满足振幅平衡条件αxβ=1，要求放大器α=3。为满足相位平衡条件φA+φF=2nπ，要求电路为同相放大器。

稳幅：利用图中两个反向并联的二极管D1、D2，其正向电阻的非线性特性实现。当输出信号较小时，二极管截止;随着振荡信号振幅的不断增大，二极管在交替出现的输出波形峰值处导通。为了保证输出波形正负半周对称，D1、D2需采用特性匹配的硅管(温度稳定性好)。

文氏电桥振荡器在满足振荡条件时输出就一定是正弦波吗?若继续增大Rp，由于放大倍数过大，则造成输出波形失真，如下图所示。因此一定要调整好电路参数。

工作经验：

射频板设计过程中的小知识：原理图，某些端口处应当加π衰，提高电路的稳定性和可靠性，减小波在线路中的折反射。

电源模块+去耦电容。

一般来说芯片没用的NC端口可以接地，部分网上资料也谈到不用的NC端口接地更好。但部分芯片他的NC接口是不能接地的，接地会影响芯片性能。

PCB：射频信号打一排地孔，在一定程度可以防止信号辐射出去也可以防止其他信号耦合进来，可以理解为形成类似同轴线缆传输。

射频部分尽量布在正面，电源及控制走中间层或底层。电源模块最好设计一个过电压保护，防止电压接返等误操作导致LOD等损坏。

射频地和电源地最好分开。

射频器件最好放正面，正面实在放不下可以将不怎么调、换的器件放背面，不然像调试的π衰等器件放背面后期根本调不了。