RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路用以產(chǎn)生低頻正弦波信號(hào),是一種使用十分廣泛的RC振蕩電路。

振蕩電路的原理圖如上圖所示。其中集成運(yùn)放A作為放大電路,它的選頻網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)由R、C元件組成的串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò),RF和R’支路引入一個(gè)負(fù)反饋。由圖可見,串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的R1、C1和R2、C2以及負(fù)反饋支路中的RF和R’正好組成一個(gè)電橋的四個(gè)臂,因此這種電路又稱為文氏電橋振蕩電路。
一、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的選頻特性
當(dāng)f=fo=1/2 RC時(shí),Uf的幅值達(dá)到最大,等于U幅值的1/3,同時(shí)Uf與U同相。
二、振蕩頻率與起振條件
1、振蕩頻率
為了滿足振蕩的相位平衡條件,要求 ΨA+ΨF=±2nπ。以上分析說明當(dāng)f=fo時(shí),串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的ΨF=0,如果在此頻率下能使放大電路的ΨA=±2nπ,即放大電路的輸出電壓與輸入電壓同相,即可達(dá)到相位平衡條件。在圖1的RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路原理圖中,放大部分是集成運(yùn)放,采用同相輸入方式,則在中頻范圍內(nèi) ΨA近似等于零。因此,電路在fo時(shí)ΨA+ΨF=0,而對(duì)于其他任何頻率,則不滿足振蕩的相位平衡條件,所以電路的振蕩頻率為

2、起振條件
已經(jīng)知道當(dāng)f=fo時(shí),|F|=1/3。為了滿足振蕩的幅度平衡條件,必須使|AF|>1,由此可以求得振蕩電路的起振條件為
|A| > 3 (2)
因同相比例運(yùn)算電路的電壓放大倍數(shù)為

為了使|A|=Auf>3,圖1所示振蕩電路中負(fù)反饋支路的參數(shù)應(yīng)滿足以下關(guān)系:
RF > 2R’ (3)
三、振蕩電路中的負(fù)反饋
根據(jù)以上分析可知,RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路中,只要達(dá)到|A|>3,即可滿足產(chǎn)生正弦波振蕩的起振條件。如果|A|的值過大,由于振蕩偏度超出放大電路的線性放大范圍而進(jìn)入非線性區(qū),輸出波形將產(chǎn)生明顯的失真。另外,放大電路的放大倍數(shù)因受環(huán)境溫度及元件老化等因素影響,也要發(fā)生波動(dòng)。以上情況都將直接影響振蕩電路輸出波形的質(zhì)量,因此,通常都在放大電路中引入負(fù)反饋以改善振蕩波形。在圖1所示的RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩電路中,電阻RF和R’引入了一個(gè)電壓串聯(lián)負(fù)反饋,它的作用不僅可以挺高放大倍數(shù)的穩(wěn)定性,改善振蕩電路的輸出波形,而且能夠進(jìn)一步提高放大電路的輸入電阻,降低輸出電阻,從而減小了放大電路對(duì)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)選頻特性的影響,提高了振蕩電路的帶負(fù)載能力。
改變電阻RF和R’阻值的大小可以調(diào)節(jié)負(fù)反饋的深度。RF愈小,則負(fù)反饋系數(shù)F=R’/ RF+R’愈大,負(fù)反饋深度愈深,放大電路的電壓放大倍數(shù)愈小;反之,RF愈大,則負(fù)反饋系數(shù)F愈小,即負(fù)反饋愈弱,電壓放大倍數(shù)愈大。如電壓放大倍數(shù)太小,不能滿足|A|>3條件,則振蕩電路不能起振;如電壓放大倍數(shù)不大,則可能輸出幅度太大,使振蕩波形產(chǎn)生明顯的非線性失真,應(yīng)調(diào)整RF和R’的阻值,使振蕩電路產(chǎn)生比較穩(wěn)定而失真較小的正弦波信號(hào)。
四、振蕩頻率的調(diào)節(jié)
只要改變電阻R或電容C的值,即可調(diào)節(jié)振蕩頻率。例如,在RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中,利用波段開關(guān)換接不同容量的電容對(duì)振蕩頻率進(jìn)行粗調(diào),利用同軸電位器對(duì)振蕩頻率進(jìn)行細(xì)調(diào)。采用這種辦法可以很方便地在--個(gè)比較寬廣的范圍內(nèi)對(duì)振蕩頻率進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。