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運算放大器移相振蕩器電路設計

星星科技指導員 ? 來源:electronics-notes ? 作者:electronics-notes ? 2024-02-08 07:38 ? 次閱讀

相移振蕩器是一種與維也納橋振蕩器相比具有許多優勢的格式。特別是,如果所使用的組件本身足夠穩定,失真水平通常較低,頻率穩定性也很好。

振蕩器圍繞基本相移網絡形成,該網絡由三個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運算放大器、三個電容器和四個電阻器組成。

op-amp-phase-shift-oscillator-generator-circuit-01.svg

運算放大器移相振蕩器電路

根據第一性原理計算振蕩頻率很復雜,因為相移網絡負載的每個階段都是相鄰的。但是,可以簡化計算以提供幾個易于使用的公式。

移相網絡電阻應全部設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。

以下是一個常見的移相振蕩器電路,使用三個相移網絡(RC網絡)和一個放大器組成:

?。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)

該電路的關鍵是RC網絡的相移能力。在這個電路中,每個RC網絡由一個電阻和一個電容組成。其工作原理如下:

1. 在初始狀態下,放大器輸出為零,并且每個RC網絡中的電壓沒有相移。

2. 由于正反饋,微小的噪聲會被放大,開始驅動放大器產生輸出。

3. 輸出信號經過第一個RC網絡時,由于電容的充電和放電過程,導致信號有一定的相移。

4. 經過第一個RC網絡的相移信號進入第二個RC網絡,然后繼續產生相移。

5. 這個過程重復幾次,每個RC網絡都會引入一定的相移。

6. 當相移的總相位達到360度(或2π),信號會回到放大器的輸入端,并繼續驅動振蕩器。

通過調整電阻和電容的數值,可以改變振蕩器的頻率。當每個RC網絡的相移為60度時,可以達到最穩定的振蕩。此時,振蕩器的輸出頻率可以通過以下公式計算:

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,但在實際應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,在設計和應用中需要進行適當的調試和穩定性考慮。

審核編輯:黃飛

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