文氏桥振荡电路
文氏桥振荡电路
文氏桥振荡电路一、问题背景将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器件可采用集成运算放大器。
RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间，构成正反馈，接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻，构成负反馈。
正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。
文氏电桥振荡器的优点是：不仅振荡较稳定，波形良好，而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。
二、问题简介由文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1 所示。
（1）若取R1=15kΩ，试分析该振荡电路的起振条件（Rf的取值）；（2）仿真观察Rf取不同值时，运放同相输入端和输出端的电压波形；图1 由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图（3）若在反馈回路中加入由二极管构成的非线性环节（如图2所示），仿真观察R2 取不同值时，运放同相输入端和输出端的电压波形。
也可同时改变Rf和R2的值。
图2 加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图三、理论分析（1）由图一的电路可以看出，电路在回路网络中加入了文氏选频网络，下面对文氏选频网络进行理论上的分析，从电路总提取文氏电路如图三所示。
图3 文氏选频网络图中是运放的输出量，是反馈量。
为了能够使电路振荡起来，就必须通过选定参数即确定频率，使得在某一频率下和同相。
那么，当信号频率很低时，有故将会有的相位超前的相位，当频率接近0时，相位超前接近于90度。
相反地，当信号频率很高以至于趋于无穷大时，可以得出的相位滞后的相位几乎-90度。
所以，在信号频率由0到无穷大的变化过程中，必然有某一个频率，使得输出量与反馈量同相，从而形成正反馈。
下面就具体来求解此振荡频率。
由反馈系数整理可得若电路的信号频率为f，令特征频率代入F的表达式，可以得到。
为了使反馈的量足够大，要求F的模尽可能大，由上面的关系式不难得到，当时，F的模有最大值。
同时为了能够起振，又要求电路的电压放大倍数A与反馈系数F之间满足关系这就要求整理得到。
文氏电桥振荡电路工作原理
文氏电桥振荡电路工作原理1. 引言文氏电桥振荡电路是一种常用于产生稳定振荡信号的电路，它在许多实际应用中都起到重要作用。
本文将深入探讨文氏电桥振荡电路的工作原理，并分享我对这一原理的观点和理解。
2. 文氏电桥简介文氏电桥是一种基于有源电感元件的电桥，由振荡放大器和文氏电桥组成。
它具有简单的电路结构，稳定的频率响应和较高的频率稳定性，因此被广泛应用于信号发生器、频率计和无线电通信等领域。
3. 文氏电桥振荡电路结构文氏电桥振荡电路由文氏电桥、振荡放大器和反馈网络组成。
文氏电桥由一个有源电感元件和电容元件构成。
振荡放大器通过放大器和反馈网络来提供正反馈，从而使电路产生振荡信号。
4. 文氏电桥振荡电路工作原理文氏电桥振荡电路的工作原理基于正反馈，当电路中的输出信号经过放大器和反馈网络之后，反馈信号与输入信号在相位和幅度上具有一致性。
这种一致性会导致振荡现象的发生，使电路产生稳定的振荡信号。
5. 文氏电桥振荡电路的频率稳定性文氏电桥振荡电路具有较高的频率稳定性，这是由于文氏电桥中的有源电感元件和电容元件等被精确选择和设计，以使其在特定的电路参数范围内能够提供稳定的反馈信号。
这种频率稳定性使得文氏电桥振荡电路在很多应用中都能够提供可靠的振荡信号。
6. 文氏电桥振荡电路的应用文氏电桥振荡电路在实际应用中有广泛的应用价值。
它可以用于产生精确的信号频率，例如信号发生器和频率计。
它还可以用于无线电通信中的调频发射机和接收机等设备上，以提供稳定的载波频率。
7. 对文氏电桥振荡电路工作原理的观点和理解在我的观点和理解中，文氏电桥振荡电路作为一种常见的振荡电路，其工作原理基于正反馈机制的产生振荡现象。
通过合理选择和设计电路元件，能够实现稳定的振荡信号输出。
文氏电桥振荡电路的频率稳定性使其在多个领域中都具有重要的应用价值。
总结：本文深入探讨了文氏电桥振荡电路的工作原理，并分享了对这一原理的观点和理解。
文氏电桥振荡电路以其简单的结构、稳定的频率响应和较高的频率稳定性在实际应用中得到广泛应用。
RC文氏电桥振荡电路知识分享
R C文氏电桥振荡电路RC文氏电桥振荡器的电路如图1所示，RC串并联网络是正反馈网络，由运算放大器、R3和R4负反馈网络构成放大电路。
C1R1和C2R2支路是正反馈网络，R3R4支路是负反馈网络。
C1R1、C2R2、R3、R4正好构成一个桥路，称为文氏桥。
图1 RC文氏电桥振荡器RC串并联选频网络的选频特性RC串并联网络的电路如图2所示。
RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。
图2 RC串并联网络RC串并联网络的传递函数为式（1）当输入端的电压和电流同相时，电路产生谐振，也就是式（1）是实数，虚部为0。
令式（1）的虚部为0，即可求出谐振频率。
谐振频率对于文氏RC振荡电路，一般都取R=R1 = R2，C=C1 = C2时，于是谐振角频率:频率特性幅频特性相频特性文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。
(a) 幅频特性曲线 (b) 相频特性曲线图3 RC串并联网络的频率响应特性曲线反馈系数当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数此时反馈系数与频率f0的大小无关，此时的相角 jF=0°。
文氏RC振荡电路可以通过双连电位器或双连电容器来调节振荡电路的频率，即保证R=R1 = R2，C=C1 = C2始终同步跟踪变化，于是改变文氏桥RC振荡电路的频率时，不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。
根据振荡条件丨AF丨＞1，在谐振时，放大电路的电压增益应该Au=3。
由图1可知，RC串并联网络的反馈信号加在运算放大器的同相输入端，运算放大器的电压增益由R3和R4确定，是电压串联负反馈，于是应有振荡的建立和幅度的稳定振荡的建立所谓振荡的建立，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡输出。
由于电路中存在噪声，噪声的频谱分布很广，其中也包括f0及其附近一些频率成分。
【高中物理】优质课件：RC 桥式正弦波振荡电路(文氏桥振荡器)
RC 桥式正弦波振荡电路
（文氏桥振荡器）
RC 桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器）
用同相比例运算电路作放大电路。
Rf 2R1
以因RC同串相并比联例网运络算为电选路频有网非络常和好正的反馈网络、并引入电 压压线加串，性二联一度 极负对，管反顶故作馈点为R，作非或两为线个放R性f 网大用环络电热节构路敏。成的电桥净阻路输，，入或一电对压顶，文器点就氏的作构桥特为成振点输文荡？出氏电桥 振荡器。
输入电阻小、输出 电阻大，影响f0
可引入电压串联负反馈，使 电压放大倍数大于3，且Ri大、 Ro小，对f0影响小
应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电 阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。
振荡频率 相位条件
f0
1 2RC
AF 2n
幅值条件
A•uF•u 1•F源自13A• 3
U i
正反馈 网络
选频 网络
1) RC 移相电路有几级才 可能产生正弦波振荡？
2) 若R 和C 互换呢？
选频网络和正反馈 网络是两个网络。
RC 移相式振荡电路
C C C R Rf RR
8
一节 RC 环节
移相 90
二节 RC 环节
U o
移相 180 三节 RC 环节
移相 270
对于
f0 2π
应使： Rf R1 2 Rf 2R1
Rf 不能太大，否则 正弦波将变成方波
稳幅措施
为使电 Au 为非线性，起振时，应使 Au > 3，稳幅后 Au = 3。
热敏电阻稳幅
正温度系数
Rf R1
负温度系数
8
U i R C U f
U o
文氏电桥振荡器电路组成及工作原理
8.1 正弦波信号发生器
8.1.1 正弦波自激振荡的基本原理 8.1.2 RC 型正弦波信号发生器 1.文氏电桥振荡器电路组成及工作原理
模拟电子技术
8. 信号发生器
8.1.2 RC 型正弦波信号发生器
.
.
Xid 放大环节 A· Xo
. Xf 正反馈网络 F·
正弦波信号发 生器的组成
（1）当 f= f0 时，
R C
U·f 与 U·o 同相位 U·f 的幅值最大
即
· Uf
=
· Uo /3
F=Fmax=1/3
RC
而AF ≥1, 电路才能振荡。
R1 +
U·o
A
–
R2
（2）当
时，
满足振荡条件
（3）振荡频率
模拟电子技术
谢 谢！
模拟电子技术
+ 图中
R
C
· Uf
Z–2
–
R C
RC
R1 +A
U·o
–
R2
模拟电子技术
8. 信号发生器
反馈系数
+
··
·
Z1
C
U·o
+
R
C
· Uf
Z–2
–
模拟电子技术
8. 信号发生器
··
即
·
令 ·
由此可得 F·的幅频特性与相频特性
模拟电子技术
8. 信号发生器
幅频特性
幅频特性曲线 F 1/ 3
当0 时, F0 当 时, F0 当=0 时, F=Fmax=1/3 0
f0
f
模拟电子技术
8. 信号发生器
文氏桥正弦波振荡电路原理
文氏桥正弦波振荡电路原理
文氏桥正弦波振荡电路原理是一种基于反馈原理的振荡电路，可以产生稳定的正弦波信号。
该电路由文氏桥和放大器构成，其中文氏桥起到反馈作用，放大器则提供放大和驱动信号的功能。
在该电路中，反馈信号与输入信号相位相反，并通过放大器放大后再经过文氏桥反馈回放大器，形成振荡。
通过调整文氏桥的参数，如电容和电阻等，可以改变振荡频率和振幅。
该电路常用于电子技术中的信号发生器、频率计等领域。
- 1 -。
文氏电桥振荡电路
第4页/共10页
具体测量步骤：A：检查运放的好坏：可以有多种方法来进行，下面以同相比例放大电路的连接方法介绍。按实验图Ⅱ正确连接，检查无误后接通电源，一定会得出如下结果V1=V+=V-=2V,否则就可以确定运放是坏的。
注：V1电源由实验箱上的直流信号源提供±12V电源也是从实验箱上的直流稳压电源提供。
图Ⅲ
第6页/共10页
C：观察自激振荡和D1和D2稳幅作用 按实验图Ⅰ连线，为满足电路起振条件，选取合适的R3和R4阻值，其满足条件是放大器的电压放大倍数AvF≥3，即AvF=[1+(R5＋R4/R6)] ≥3。用示波器观察运放输出端，即可得到文氏电桥的振荡波形，同时观察有无D1和D2的波形，说明其原理。
六：实验注意事项
第8页/共10页
1、给出设计电路图中具体参数。2、说明实验方案，写出简要的实验过程与步骤。3、记录实验相关数据。4、完成思考题。
七、实验报告要求
第9页/共10页
第5页/共10页
B：RC串并联网络幅频特性的测量 按实验图Ⅲ连线，根据实验任务选择合适的RC参数，其目的满足f=500Hz。由函数发生器向A端对地之间加入正弦信号，调节函数发生器的频率，用示波器观察到Ua 和Ub同相时，即可得到该RC串并联网络振荡频率(f0=1/2ΠRC，若取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C)。
三、实验任务
第3页/共10页
五、实验内容及步骤
1、简述原理： 图Ⅰ是典型的文氏电桥振荡电路。由集成运放组成的放大器，其输出一路接到RC串并联选频网络，构成正反馈；另一路由R3 和R4分压接到运放的反相输入端，构成负反馈放大器电路，其D1 和D2起稳幅作用。两条反馈电路组成桥式电路。电路稳幅时，正、负反馈平衡：
第7页/共10页
文氏电桥振荡电路原理
文氏电桥振荡电路原理一、引言文氏电桥振荡电路是一种常见的正弦波振荡电路，其原理是通过文氏电桥的平衡条件，使得反馈网络中的信号形成正反馈，从而实现振荡。
本文将详细介绍文氏电桥振荡电路的原理。
二、文氏电桥简介文氏电桥是由美国物理学家奥斯汀·福特·文氏于1920年发明的一种用于测量电阻和容抗值的仪器。
它由四个分别为R1、R2、C1和C2的元件组成，如图1所示。
图1 文氏电桥当该电桥中两个对角线上的节点具有相同的电势时，即满足平衡条件时，可以得到以下公式：R1C1 = R2C2三、文氏振荡器原理文氏振荡器由放大器和反馈网络组成。
放大器将输入信号进行放大后，送入反馈网络中。
在反馈网络中，信号会经过一个相位移动，并与放大器输出信号相加。
如果反馈网络中的相位移动为360度，则输出信号与输入信号相位差为0度，即形成了正反馈。
图2 文氏振荡器在文氏电桥振荡电路中，反馈网络由两个电容C3和C4组成，如图3所示。
图3 文氏电桥振荡电路当文氏电桥平衡时，有：R1C1 = R2C2又因为：C3 + C4 = C1 + C2所以可以得到：R1R2 = (C1 + C2)(C3 + C4)当文氏电桥不平衡时，输出信号将会被放大并送回反馈网络中。
如果反馈网络中的相位移动为360度，则输出信号与输入信号相位差为0度，即形成了正反馈。
在这种情况下，输出信号将会继续增大，直到放大器达到饱和状态或者其他非线性效应出现。
四、工作原理文氏电桥振荡电路的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 初始状态：文氏电桥处于平衡状态，没有输入信号。
2. 扰动状态：当有微小的扰动输入时，文氏电桥将不再平衡。
这个扰动可以来自于任何一个元件的微小变化。
3. 放大器放大：扰动信号被放大器放大，并送入反馈网络中。
4. 相位移动：扰动信号在反馈网络中经过一个相位移动。
5. 正反馈：如果反馈网络中的相位移动为360度，则输出信号与输入信号相位差为0度，即形成了正反馈。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
文氏桥振荡电路的设计与测试
电子工程学院
一、实验目的
1.掌握文氏桥振荡电路的设计原理
2.掌握文氏桥振荡电路性能的测试方法
二、实验预习与思考
1.复习应用集成运放实现文氏振荡桥电路的原理
2.设计文氏桥振荡电路，实现正弦信号的产生，并设计实验报告，记录实验数据。
3.文氏桥振荡电路中，D 1、D 2是如何稳定幅的？
三、实验原理
如图1所示，RC 文氏桥振荡电路其中RC 串，并联电路构成真反馈支路，并起选频作用，R 1、R 2、R W 及二极管等原件构成负反馈和稳幅环节。
调节R W 可改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件与改变波形。
利用两个反向的并联二极管D 1、D 2要求特性匹配，以确保输出波形正，负半周期对称。
R 3的接入是为了消弱二极管死区的影响，改善波形失真。
电路的振荡频率：01
2f RC
π=
图1 文氏桥振荡电路
起振的幅值条件：1
13f f R A R =+
≥
调整R W，使得电路起振，且失真最小。
改变选频网络的参数C或R，即可调节振荡频率。
四、实验内容
1.文氏桥振荡器的实现
根据元件，应用集成运放设计并搭建实现文氏桥振荡电路，调节电路中参数使得电路输出从无到有，从正弦波到失真。
定量地绘出正弦波的波形，记录起振时的电路参数，分析负反馈强弱规律对起振条件及输出波形的影响。
并记录出最大不失真输出时的振幅。
1.当Rw=550Ω时电路开始拥有输出波形；
2.当增加Rw的值时，振幅逐渐增加；且当Rw=750Ω时，输出波形开始出现失真，此时的正弦波振幅为8.569，周期为约2.188ms
3.当继续增加Rw的值时，失真将加剧，如下两图所示：
此时Rw=10kΩ
此时R w=17kΩ
2.研究RC参数对振荡频率的影响
改变R、C参数的大小，用示波器观测起振的正弦输出，分析R、C参数对振荡频率的影响。
将R减小至1kΩ，得到波形如下
R减小时，起振时间减小，周期减小变为约1.265ms，频率增大。
将R增大到2kΩ得到波形如图
R增大时，起振时间增大，周期增大变为约2.530ms，频率减小。
将C增大到400nF时，得到波形如图
C增大时，起振时间增大，周期增大至约3.805ms，频率减小。
同理，C减小时，起振时间减小，周期减小，频率增大。
3.稳幅作用的分析
断开稳幅电路中的D1、D2，调解电路参数，使得输出为最大不失真状态，分析D1、D2在电路中的稳幅作用。
去掉D1、D2以后，波形图以及R W如图：
在T2时开始不失真，此时R W阻值为500Ω，由此可得二极管在电路中起到增大输出范围，稳定输出电压的作用。
五、实验结论分析
1.R、C乘积越大，电路增益越大，输出波形振幅越大。
2.两个二极管的作用:稳定输出幅度，增大输出范围。