振荡电路设计原理与设计

首先需要明白的是振荡电路的设计原理。

原理如下所示:

要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通电时对于f= f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。

RC串并联选频网络：

下面求出电路的频率特性：

首先介绍最简单常见的文氏桥振荡电路

振荡电路设计原理如下：

特点:以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络，并引入电压串联负反馈，两个网络构成桥路，一对顶点作为输出电压，一对顶点作为放大电路的净输入电压，就构成文氏桥振荡电路。

仿真电路见右图所示:

说明：振荡频率由求得。而调节R5电阻可以调节正弦波的输出幅值。两个二极管是用来稳定输出电压的。在开始时，为了使电路起振，所以使正反馈的作用大于负反馈，在达到需要的幅值之后，就使正负反馈的作用相同。

下面来看另外一个例子:

根据振荡电路的设计要求,要想完成振荡必须首先满足相位条件。图中有三个低通滤波器，每个都可以提供相移。可以看出三个低通滤波器的时间常数一样，因此他们提供的相依理论上是一样的。电路输出信号直接反馈到运放的反向输入引脚，因此此处会引入-180°的相移。而对于三个低通滤波器网络引入的相移范围为0°至-270°。因此存在一个频率使得整体相移为-360°，满足相位条件。

也就是说每个低通滤波器引入的相移是-60°，因此可以知道频率的计算公式如下:

F = tan 60 degrees / 2 * pi * R1 * C1

F(s)=1/(1+jwRC)的相角为-60°，也就是上面的公式。

为了是信号能够在单电源下工作，可以引入直流偏置，直接分析直流通路，可以看书，输出信号中会叠加出来2.5V的直流信号。输出幅值由于衰减正常比较小，因此可以在后级添加同相放大电路，这样可以将信号进行放大。输出的波形如下所示:

方波发生器:

上面的是方波发生器的基本原理，同时具有两路反馈信号，通过两路信号的信号延迟来输出方波。

具体的图如左边所示。这里加上限幅器比较好。

为了使占空比可调只要改变两边的充电时间即可。

同样由于方波是由无数个正弦波叠加生成的，因此如果使用低通滤波器将信号中的二次以上的谐波滤掉，至保留基波，这样就转变成了正弦波信号。具体信号如下所示:

U1生成一个500kHz方波输出，U2形成3阶切比雪夫滤波器，用来滤除高频信号。

输出波形如下所示:

三角波发生电路:

为什么要改变输入方向呢，原因是当第一级输出高电平时，积分电路的输出电压是在往下降的，具体可以列出方程就知道了。这样，如果第二级的输出电压还反馈到第一级的反向输入端，会导致无法正常工作，因此只能反馈到正向输入端，这样使用叠加原理，可以得出波形。

具体的仿真电路如下所示:

仿真波形如下所示:

振荡频率取决于R1，C1，和U1的峰值-峰值输出.

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