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探究RC文氏電橋振蕩電路原理

jf_78858299 ? 來源:電子萬花筒 ? 作者:電子萬花筒 ? 2023-05-06 16:10 ? 次閱讀

這有個例子,如下:

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咋一看有點傻眼了,這2個二極管是干啥的,莫大疑問,需要仔細分析原理,

首先既然是振蕩電路需滿足起振條件如圖(圖中都為向量):

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圖中向量A=Uo/Ui ;F=Uf/Uo

起振條件:|AF|>1且Ui 與Uf同相位,這樣才能自激勵

當起振后又需要|AF|=1,才能穩定振蕩(也就是Ui =Uf),而UA741CD是個高增益運放,把電路先做簡化然后推導分析,簡化如下:

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當此網絡發生諧振時虛部為零即:

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此為諧振角頻率如果取R1=R2=R,C1=C2=C,那么

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F的模如下:

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F的相角如下:

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當選頻正反饋網絡諧振時正反饋系數|F|=1/3,由起振條件|AF|>1 ,需要負反饋網絡組成的閉環增益大于3即

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而起振后應該Au=3,所以需要R3/R4分別是負溫度系數熱敏電阻和正溫度系數熱敏電阻,如果不用熱敏電阻,有啥辦法到穩定后讓放大倍數減小呢?我們先把例子中的電路改成這樣:

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這時Au=11倍看波形已經限幅了如圖,而且很容易起振:

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如果把R3改成30k,Au=4倍看看波形如何:

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如果把R3改成21k,Au=3.1倍看看波形如何:

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如果把R3改成20k,Au=3倍看看波形永遠不會起振的,如果我們想個辦法起振時候為4倍,而起振完成后變成稍稍小于3倍,不就不在限幅也能起振如下圖:

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很明顯起振時候Au=4,而起振后由于二極管導通R2//R3=18.9K,得Au≈2.89倍,得到波形如下:

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而例子中也是這個原理,如果運放是單電源又該咋辦呢,就需要抬一下直流電平更改如下:

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R4//R7=R5的值,交流通路就是把V2和C3短路即可

原理:V2通過R7和R4分壓由于2個阻值相等,又由于運放正端輸入阻抗無窮大,那么可以認為運放正端的直流電平為V2/2,而負端"虛短"緣故則也為V2/2,從而輸出處也為V2/2

的直流電平(也可以看出一個電壓跟隨器,所以負端和輸出都為V2/2的直流電平),交流通路就是把R7和R1接地,由于R4//R7=R5,交流通路沒變,所以還是滿足振蕩條件的。

仿真結果如下圖:

圖片

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