低失真文氏電橋正弦波振蕩電路

電路的功能

文氏電橋電路一直被作為正弦波發(fā)生電路使用，需要在低頻范圍產(chǎn)生低失真波形時(shí)可以采用這樣電路。改變電阻RO或電容器CO可獲得數百千赫茲以下的振蕩頻率。

電路工作原理

振蕩原理是當環(huán)路內移相量是0度或360度的整數倍，環(huán)路放大倍數大于1時(shí)，電路便會(huì )產(chǎn)生振蕩。若振蕩增大，電路就會(huì )飽和，所以需要振幅穩定電路。

文氏電橋電路諧振時(shí)的衰減量為1/3，為了起振，反饋放大器A1的電壓放大倍數必須大于3。

參數無(wú)系數的文氏電橋電路的振蕩頻率FO由FO=1/2πCO.RO確定。電容器CO的容量應保證基電抗XO在1K~數面千歐姆，決定CO的容量后，再根據RO=1/2πFO.CO求出RO的阻值。

振幅穩定電路是利用結型FET漏極-源極電阻受電壓控制，阻值可變。如FET的漏電壓增大時(shí)，波形失真也會(huì )增加，所以用反相放大器A2把振蕩放大大約3倍，然后再由A1把電平降低到1/3。并在漏級-柵級之間加局部反饋（R3、R4）。

振幅控制環(huán)路是用OP放大器A3把齊納二極管產(chǎn)生的基準電壓與由D1把A2輸出經(jīng)整流的電流平均值加以比較、積分，對FET的柵極電壓進(jìn)行控制。為了抵消整流二極管的溫度系數，在基準電壓電路加了補償二極管D2。

電容器C2用來(lái)確定積分時(shí)間常數，容量小響應快，但整流電路會(huì )產(chǎn)生脈動(dòng)，增加濾形失真。電阻R5的作用是使積分電路產(chǎn)生超前補償，可以加快響應速度，但是如果其阻值較大，也會(huì )有脈動(dòng)殘留。

元件的選擇

在文氏電橋振蕩電路中，很難實(shí)現超低頻振蕩，因為頻率越低，穩定時(shí)間就會(huì )越長(cháng)。另一方面，振蕩頻率的上限受OP放大器A1的相位特性限制，如振蕩頻率要求達數百千赫，應選用視頻OP放大器，RO在驅動(dòng)能力允許的情況下阻值應盡量小。CO的容量如果太小會(huì )受電路寄生電容或OP放大器輸入電容的影響，電路容易不穩定。

調整

為了降低失真率，須抑制整流電路的紋波，辦法是用R2把FET的可變范圍縮小。如果文氏電橋各臂存在誤差，衰減量就不為3，因此必須把增益的可調范圍設計得稍大一些。

振幅控制電路的響應時(shí)間取決于C2、R5以及FET的變化范圍。如果加大C2的容量，穩定時(shí)間就會(huì )延長(cháng)。如果R5的超前補償量加大，即可迅速穩定，但是會(huì )增加失真率。

關(guān)于穩定性的檢查，可以觀(guān)測電源接通后的振蕩波形，也可以把OP放大器A1的同相輸入接地，通過(guò)觀(guān)察振蕩停止后的上升特性了解穩定性。