采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路,它适用于低频振荡,一般用于产生1Hz~1MHz的低频信号。因为对于RC振荡电路来说,增大电阻R即可降低振荡频率,而增大电阻是无需增加成本的。200kHz以下的正弦振荡电路,一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。

概念

采用RC选频网络构成的振荡电路

适用范围

低频振荡

应用领域

电子电路

常用类型

RC移相式振荡器

具有电路简单,经济方便等优点,但选频作用较差,振幅不够稳定,频率调节不便,因此一般用于频率固定、稳定性要求不高的场合。其振荡频率为:

f=1/(2πRC)

RC桥式振荡器

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桥式振荡电路

如图所示,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,Rf、R1接在运算放大器的输出端和反相输入端之间,构成负反馈。正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电路(如图右所示),运算放大器的输入端和输出端分别跨接在电桥的对角线上,所以,把这种振荡电路称为RC桥式振荡电路。

(如图)振荡信号由同相端输入,故构成同相放大器,输出电压Uo与输入电压Ui同相,其闭环电压放大倍数等于A=U/U=1+(R/R)。而RC串并联选频网络在ω=ω=1/RC时,F=1/3,εf=0°,所以,只要|A|=1+(R/R)>3,即R>2R,振荡电路就能满足自激振荡的振幅和相位起振条件,产生自激振荡,振荡频率f=1/2πRC

采用双联可调电位器或双联可调电容器即可方便地调节振荡频率。在常用的RC振荡电路中,一般采用切换高稳定度的电容来进行频段的转换(频率粗调),再采用双联可变电位器进行频率的细调。

工作原理

输出电压 u经正反馈(兼选频)网络分压后,取u作为同相比例电路的输入信号u。

(1) 起振过程

RC振荡电路

(2) 稳定振荡

RC振荡电路

(3) 振荡频率

振荡频率由相位平衡条件决定。

φ= 0,仅在 f处 φ = 0 满足相位平衡条件,所以振荡频率f= 1/2πRC。

改变R、C可改变振荡频率

RC振荡电路的振荡频率一般在200KHz以下。

振荡频率的调整

RC振荡电路

(4)起振及稳定振荡的条件

RC振荡电路

考虑到起振条件AF > 1, 一般应选取 R略大2R。如果这个比值取得过大,会引起振荡波形严重失真。

由运放构成的RC串并联正弦波振荡电路不是靠运放内部的晶体管进入非线性区稳幅,而是通过在外部引入负反馈来达到稳幅的目的。