相移振蕩器是一種與維也納橋振蕩器相比具有許多優(yōu)勢的格式。特別是,如果所使用的組件本身足夠穩(wěn)定,失真水平通常較低,頻率穩(wěn)定性也很好。
振蕩器圍繞基本相移網(wǎng)絡(luò)形成,該網(wǎng)絡(luò)由三個(gè)RC部分組成,這些RC部分提供隨頻率變化的相位。
最簡單的電路由一個(gè)運(yùn)算放大器、三個(gè)電容器和四個(gè)電阻器組成。
運(yùn)算放大器移相振蕩器電路
根據(jù)第一性原理計(jì)算振蕩頻率很復(fù)雜,因?yàn)橄嘁凭W(wǎng)絡(luò)負(fù)載的每個(gè)階段都是相鄰的。但是,可以簡化計(jì)算以提供幾個(gè)易于使用的公式。
移相網(wǎng)絡(luò)電阻應(yīng)全部設(shè)置為與電容器相同的值,即R1=R2=R3=R,C1=C2=C3=C。在這種情況下,可以從下面給出的公式中確定這些值。
以下是一個(gè)常見的移相振蕩器電路,使用三個(gè)相移網(wǎng)絡(luò)(RC網(wǎng)絡(luò))和一個(gè)放大器組成:
?。跴hase-Shift Oscillator Circuit](https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/21/Phase-shift_oscillator_circuit.svg/350px-Phase-shift_oscillator_circuit.svg.png)
該電路的關(guān)鍵是RC網(wǎng)絡(luò)的相移能力。在這個(gè)電路中,每個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)電阻和一個(gè)電容組成。其工作原理如下:
1. 在初始狀態(tài)下,放大器輸出為零,并且每個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)中的電壓沒有相移。
2. 由于正反饋,微小的噪聲會(huì)被放大,開始驅(qū)動(dòng)放大器產(chǎn)生輸出。
3. 輸出信號經(jīng)過第一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)時(shí),由于電容的充電和放電過程,導(dǎo)致信號有一定的相移。
4. 經(jīng)過第一個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)的相移信號進(jìn)入第二個(gè)RC網(wǎng)絡(luò),然后繼續(xù)產(chǎn)生相移。
5. 這個(gè)過程重復(fù)幾次,每個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)都會(huì)引入一定的相移。
6. 當(dāng)相移的總相位達(dá)到360度(或2π),信號會(huì)回到放大器的輸入端,并繼續(xù)驅(qū)動(dòng)振蕩器。
通過調(diào)整電阻和電容的數(shù)值,可以改變振蕩器的頻率。當(dāng)每個(gè)RC網(wǎng)絡(luò)的相移為60度時(shí),可以達(dá)到最穩(wěn)定的振蕩。此時(shí),振蕩器的輸出頻率可以通過以下公式計(jì)算:
頻率 = 1 / (2πRC√6)
請注意,移相振蕩器是一種簡單且有效的振蕩器電路,但在實(shí)際應(yīng)用中可能受到電路元件的非理想性和溫度變化的影響。因此,在設(shè)計(jì)和應(yīng)用中需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)試和穩(wěn)定性考慮。
審核編輯:黃飛
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