低温漂稳幅文氏桥振荡器的研究与设计
9.4文氏桥振荡器
R
1 jRC 1 R
31 j( Nhomakorabea 0 )
jC 1 jRC
0
0
1 RC
当 0
时, F 0,
F 1 3
满足 F A 0
8k 0.02
8k 0.02 2k
文氏桥振荡器电路
[例]要求振荡频率 f0 1kHZ , 设计电路。
[解]
运放构成的正弦波振荡器 ---文氏桥振荡器
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正弦振荡器
▲ 产生正弦波的振荡条件：振荡相位条件： --正反馈, 且：
A F 2n , n 0,1,2,
振荡振幅条件：
U f
Ui,
U f
FUO ,
U
i
U O A
A F 1
(平衡条件)
谢谢收看和听讲, 欢迎下次再相见!
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4k
f0
1 2RC
,
选C 0.02F,
得：R 7.958 k, 取R 8k
A 1 R1 3, R2
取：R 2： 2k, 得： R1 4k
为了便于起振, 一般 取A>3, R1>4kΩ
文氏桥振荡器虚拟仿真
二极管并联在电阻上 是为了更好起振与稳 幅。
文氏桥振荡器电路
A F 1
(起振条件)
A F 1 故：
为了产生单一正弦波, 只允许一个频率 满足振荡条件, 故还需一个“选频网络”。
文氏桥振荡器电路
A
U O U
K
1
R1 R2
文氏桥振荡器原理
文氏桥振荡器原理文氏桥振荡器是一种常用的振荡电路，广泛应用于无线通信、广播电视、雷达等领域。
它基于电路中的正反馈原理，通过将部分输出信号送回到输入端，实现了持续的振荡输出。
本文将详细介绍文氏桥振荡器的原理、工作过程以及其应用。
文氏桥振荡器由一个反馈网络和一个放大器组成。
放大器负责提供信号的放大，而反馈网络则确保系统的稳定性，并提供正反馈。
正反馈使得信号在系统中循环放大，从而实现振荡。
反馈网络由两个传输线和两个可变电容器构成。
这两个传输线可以是同轴电缆或微带线。
它们的长度相等，通过一个直流电阻连接。
可变电容器用于调节传输线的电容值，从而选择合适的振荡频率。
放大器一般采用双极型晶体管或场效应管。
放大器的输入和输出分别与反馈网络的两个传输线相连。
输入信号通过放大器经过反馈网络后，再次输入到放大器中进行放大。
反馈信号会经过一次反向相位变化，从而产生正反馈效果。
文氏桥振荡器的振荡条件是反馈网络的相位移为180度，并且反馈信号的幅度要足够大，以保持持续振荡。
当振荡器工作时，任何略微的扰动都会被放大，使得系统维持在稳定的振荡状态。
文氏桥振荡器的工作过程可以分为以下几个步骤：1. 初始时，振荡器处于静止状态，没有任何输出。
2. 由于微小的噪声或扰动，输入信号在放大器中被放大。
3. 放大器的输出通过反馈网络传输，并再次输入到放大器中。
4. 反馈信号在传输线中经历180度的相位变化，并被放大器放大。
5. 放大器的输出作为振荡器的输出信号，经过反馈网络返回到放大器。
6. 这个过程不断重复，信号在放大器和反馈网络之间循环放大，并最终达到稳定的振荡状态。
文氏桥振荡器的频率可以通过调节反馈网络中的传输线长度或可变电容器的电容值来实现。
当传输线长度较短时，频率较高；而当传输线长度较长时，频率较低。
可变电容器的电容值与频率成反比，因此可以通过调节电容值来改变振荡频率。
文氏桥振荡器具有以下几个特点：1. 简单可靠：结构简单，零部件少，容易实现和调整，振荡稳定可靠。
文氏桥振荡电路
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：012f RCπ=图1 文氏桥振荡电路起振的幅值条件：113f 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2.188ms3.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=17kΩ2.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。
文氏桥震荡原理
原文地址：对文氏桥RC振荡电路的一点小实验作者：毒蛋RC振荡电路可以可以产生特定频率的正弦波，这在很多数字系统中用来产生时钟信号，最大的优点就是成本低，而且在低频时，他的体积优势也很明显，LC振荡电路在低频是体积和成本都是问题。
之前看过很多次资料一直不太理解这个振荡器的工作原理，今天又找到一点资料，顿时理解了一些，不过也只能算是基本了解了原理吧~上图就是文氏桥振荡电路的原理图，在一个运放上，分别有正反馈和负反馈，正反馈为一个RC串并联选频网络，这也就是这个电路能产生特定频率波形的原因，因此先分析选频网络图a为RC串并联选频网络，左端输入，右端输出。
当输入信号的频率足够低的时候，可以将该网络等效为中图（频率小，电容容抗远大于电阻），输出超前于输入，如果频率趋近于0，输出将为趋近于0，相位超前趋近于90°，当输入信号足够大的时候，网络等效为右图（频率大，电容容抗远小于电阻），输出将滞后于输入，如果频率趋近于无穷大，输出趋近于0，相位滞后趋近于90°。
两种情况下，信号都有衰减对这样一个网络，输出的相位总是在滞后90°和超前90°之前徘徊，那么显然，总存在一个频率，使得输出和输入同相位，而且此时信号衰减最低，为三分之一，下图为网络的幅频特性和相频特性如图，当频率在f0左右时，信号衰减小，而偏移这个频率的，衰减严重。
f0=1/2πRC对选频网络的仿真此时频率大于f0，很明显，输出的衰减已经超过1/3，而且相位滞后现在再看文氏桥振荡电路，负反馈上的反馈系数为1+Rf/R1，而正反馈系数就为该选频网络的衰减系数。
在这个运放没有输入信号的时候，会有很多干扰，这个干扰先被放大为1+Rf/R1倍，如果某个干扰的频率正好为f0时，他正好又会被衰减为1/3，所以设定1+Rf/R1=3，这样该信号就会被还原，而其他频率的信号经过这个过程后会被衰减，被抑制，这样，就选出了一个特定频率的干扰来放大，便得到了需要的正弦波。
电子技术实验报告—实验9集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器
电子技术实验报告实验名称：集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)1、产生自激振荡的条件 (3)2、RC 串-并联网络的选频特性 (4)3、自动稳幅 (5)三、实验仪器 (6)四、实验内容 (7)1、电路分析及参数计算 (7)2、振荡器参数测试 (8)3、振幅平衡条件的验证 (9)4、观察自动稳幅电路作用 (10)五、误差分析 (10)六、实验心得 (11)一、实验目的1、掌握产生自激振荡的振幅平衡条件和相位平衡条件。
2、了解文氏电桥振荡器的工作原理及起振条件和稳幅原理。
二、实验原理1、产生自激振荡的条件所谓振荡器是指在接通电源后，能自动产生所需的信号的电路，如多谐振荡器、正弦波振荡器等。
当放大器引入正反馈时，电路可能产生自激振荡，因此，一般振荡器都由放大器和正反馈网络组成。
其框图如图1 所示。
振荡器产生自激震荡必须满足两个基本条件：（1）振幅平衡条件：反馈信号的振幅应该等于输入信号的振幅，即：V F = V i或|AF| = 1（2）相位平衡条件：反馈信号与输入信号应同相位，其相位差应为：Ф= ФA + ФF = ±2nπ（n = 0、1、2……）为了振荡器容易起振，要求|AF|>1，即：电源接通时，反馈信号应大于输入信号，电路才能振荡，而当振荡器起振后，电路应能自动调节使反馈信号的振幅应该等于输入信号的幅度，这种自动调节功能称为稳幅功能。
电路振荡产生的信号为矩形波信号，这种信号包含着多种谐波分量，故也称为多谐振荡器。
为了获得单一频率的正弦信号，要求在正反馈网络具有选频特性，以便从多谐信号中选取所需的正弦信号。
本实验采用RC 串-并联网络作为正反馈的选频网络，其与负反馈的稳幅电路构成一个四臂电桥，如图3 所示，故又称为文氏电桥振荡器。
2、RC 串-并联网络的选频特性RC 串-并联网络如图2（a ）所示，其电压传输系数为：2()1122F +=12R1211(1)(21)122R2112R VF jwR c R c VO R j wc R jwc jwR c c wc R ++==+++++-（）当R1= R2= R ， C1= C2= C 时，则上式为：1()13()F j wRc wRc +=+-若令上式虚部为零,即得到谐振频率f o 为：1fo=2RC π 当f=f o 时，传输系数最大，且相移为0，即：F max =1/3，φF =0传输系数 F 的幅频特性和相频特性如图2（b ）（c ）所示。
模拟电子技术实验八_文氏桥振荡器.
思考题
⑴ 由稳压二极管作负载的整流电桥是一个起限 幅作用的电桥。这个整流电桥是如何起到对输 出正弦波的稳定作用？ ⑵ 如何调节输出正弦波的幅度及频率？
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实验原理
A
文氏电桥选频网络 C
R R4
R4
R1
如 果 电 桥 的 R1=R2=R ， C1=C2=C，R4=2R3 C
C1 B D
那么从 A、 C两端输入一个 频率为： f=1/2πRC 的正弦波信 号，则 B、 D两端的输出电压为 零。
R
C2 R2 R3
C
(A)
(B)
(
实验原理
稳定的文氏桥振荡器
模拟电子技术实验
实验八 文氏桥振荡器
实验目的
⑴ 掌握文氏桥电路的振荡条件。
⑵ 了解正弦波产生的方法。
⑶ 了解振幅稳定的原理。
实验原理
振荡器的振荡条件
振荡过程是一个反馈的过程，振荡通常是由一个微扰 引起的，如果这个微扰经过反馈，强于原输入信号，则振 幅越来越大，直到电源电压限制其振幅为止。 起振的条件有两个： ⑴ 振幅条件： |F|· |A|≥1 ⑵ 相位条件： ΦF+ΦA=2nπ，n=0，1，2 ……
R3 10K
C2 0.01uF
4
实验内容
⑴ 连接电路文氏桥选频网络，测量阻容网络衰减比。Vi为 峰峰值1V的正弦波，用示波器XY模式同时监测输入和输出 信号；改变输入信号频率，当 Ui ， Uo 相位差为 0 时，测量 网络的衰减比Vo/Vi，并记录此时Vi的频率。 ⑵ 连接文氏桥振荡器电路，调节10K电位器，使电路起振。 进一步调节 10K 电位器，使输出振幅最大且不失真，记录 Vo的峰峰值及频率f0。并测量此时可调电阻的阻值。
文氏桥振荡电路(精品)
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组成RC 振荡电路，放大器件可采纳集成运算放大器。
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，组成正反馈，接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻，组成负反馈。
正反馈电路和负反馈电路组成一文氏电桥电桥。
文氏电桥振荡器的优势是：不仅振荡较稳固，波形良好，而且振荡频率在较宽的范围内能方便地持续调剂。
二、问题简介由文桥选频电路和同相较例器组成的正弦波发生器如图1 所示。
（1）假设取R 1=15k Ω，试分析该振荡电路的起振条件（R f 的取值）；（2）仿真观看R f 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）假设在反馈回路中加入由二极管组成的非线性环节（如图2所示），仿真观看R 2 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R f 和R 2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）由图一的电路能够看出，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o U是运放的输出量，fU 是反馈量。
为了能够使电路振荡起来，就必需通过选定参数即确信频率，使得在某一频率下o U 和fU 同相。
那么，当信号频率很低时，有1R C ω>>故将会有fU 的相位超前o U 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，能够得出fU 的相位滞后o U 的相位几乎-90度。
因此，在信号频率由0到无穷大的转变进程中，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1//11//f oRU j C F U R R j C j C ωωω==++整理可得113()F j CR CR ωω=+-假设电路的信号频率为f ，令特点频率012f RC π=代入F 的表达式，能够取得0013()F f fj f f =+-。
文式桥振荡电路的设计
新疆大学课程设计报告所属院系：电气工程学院_________________ 专业： ____________________ 自动化_________________ 课程名称：_________ 电子技术基础A _____________ 设计题目：文式桥振荡电路的设计班级： _______________________________学生姓名： ________________________________学生学号： ______________________________________ 指导老师： _________________完成日期：________________ 2013.7.13 ___________课程设计题目：文式桥振荡电路的设计要求完成的内容：设计一个文式桥正弦波振荡器。
指标条件如下：■n ■ ■・w ■w ■ rn ■m ■ ■■n ■■ ■ ns ■■ ■ n■ ■ inr・m振荡频率为f o=2kHz,输出幅值实测，输出端设置电压跟随器。
建议运算放大器■rv ■■ v^MBS^BB^^^eaBK^E^rn! ■■BTB^W**-!!■■■■■■VBB^^^RVBS■!n!^wa-r aa-r ^BST ■■■«选用（LM741 或LM353。
要求：（1）根据设计要求，确定电路的设计方案，初选电路元器件，设置参数。
;n・・・・・・・i^M・・n・^^^u・・・n^wn・・・・-・・^^M!・・・T>・^wn! a-a s-e ■ ■ ■■■!■-■・・・・H■■■!・・・・UP ait・・・■（2）仿真分析、测量电路的相关参数，修改、复核，使之满足设计要求。
（3）综合分析计算电路参数，验证满足设计要求后，认真完成设计报告电气工程学院课程设计报告文式桥振汤电路的设计一.设计方案根据设计要求，需要设计一个文式正弦波振荡器，并要求其输出端接一个电压跟随器。