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)生低失真波形時可以采用這樣電路。改變電阻RO或電容器CO可獲得數(shù)百千赫茲以下的振蕩頻率。

電路工作原理

振蕩原理是當(dāng)環(huán)路內(nèi)移相量是0度或360度的整數(shù)倍，環(huán)路放大倍數(shù)大于1時，電路便會產(chǎn)生振蕩。若振蕩增大，電路就會飽和，所以需要振幅穩(wěn)定電路。

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

參數(shù)無系數(shù)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(yīng)保證基電抗XO在1K~數(shù)面千歐姆，決定CO的容量后，再根據(jù)RO=1/2πFO.CO求出RO的阻值。

振幅穩(wěn)定電路是利用結(jié)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，波形失真也會增加，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的柵極電壓進行控制。為了抵消整流二極管的溫度系數(shù)，在基準電壓電路加了補償二極管D2。

電容器C2用來確定積分時間常數(shù)，容量小響應(yīng)快，但整流電路會產(chǎn)生脈動，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(yīng)速度，但是如果其阻值較大，也會有脈動殘留。

元件的選擇

在文氏電橋振蕩電路中，很難實現(xiàn)超低頻振蕩，因為頻率越低，穩(wěn)定時間就會越長。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(shù)百千赫，應(yīng)選用視頻OP放大器，RO在驅(qū)動能力允許的情況下阻值應(yīng)盡量小。CO的容量如果太小會受電路寄生電容或OP放大器輸入電容的影響，電路容易不穩(wěn)定。

調(diào)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(diào)范圍設(shè)計得稍大一些。

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

關(guān)于穩(wěn)定性的檢查，可以觀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，通過觀察振蕩停止后的上升特性了解穩(wěn)定性。