运算放大器移相振荡器电路设计

描述

相移振荡器是一种与维也纳桥振荡器相比具有许多优势的格式。特别是,如果所使用的组件本身足够稳定,失真水平通常较低,频率稳定性也很好。

振荡器围绕基本相移网络形成,该网络由三个RC部分组成,这些RC部分提供随频率变化的相位。

最简单的电路由一个运算放大器、三个电容器和四个电阻器组成。

运算放大器

运算放大器移相振荡器电路

根据第一性原理计算振荡频率很复杂,因为相移网络负载的每个阶段都是相邻的。但是,可以简化计算以提供几个易于使用的公式。

移相网络电阻应全部设置为与电容器相同的值,即R1=R2=R3=R,C1=C2=C3=C。在这种情况下,可以从下面给出的公式中确定这些值。
运算放大器

  以下是一个常见的移相振荡器电路,使用三个相移网络(RC网络)和一个放大器组成:

  ![Phase-Shift Oscillator Circuit](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/21/Phase-shift_oscillator_circuit.svg/350px-Phase-shift_oscillator_circuit.svg.png)

  该电路的关键是RC网络的相移能力。在这个电路中,每个RC网络由一个电阻和一个电容组成。其工作原理如下:

  1. 在初始状态下,放大器输出为零,并且每个RC网络中的电压没有相移。

  2. 由于正反馈,微小的噪声会被放大,开始驱动放大器产生输出。

  3. 输出信号经过第一个RC网络时,由于电容的充电和放电过程,导致信号有一定的相移。

  4. 经过第一个RC网络的相移信号进入第二个RC网络,然后继续产生相移。

  5. 这个过程重复几次,每个RC网络都会引入一定的相移。

  6. 当相移的总相位达到360度(或2π),信号会回到放大器的输入端,并继续驱动振荡器。

  通过调整电阻和电容的数值,可以改变振荡器的频率。当每个RC网络的相移为60度时,可以达到最稳定的振荡。此时,振荡器的输出频率可以通过以下公式计算:

  频率 = 1 / (2πRC√6)

  请注意,移相振荡器是一种简单且有效的振荡器电路,但在实际应用中可能受到电路元件的非理想性和温度变化的影响。因此,在设计和应用中需要进行适当的调试和稳定性考虑。

审核编辑:黄飞

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