低失真文氏电桥正弦波振荡电路

低失真文氏电桥正弦波振荡电路

电路的功能

文氏电桥电路一直被作为正弦波发生电路使用，需要在低频范围产生低失真波形时可以采用这样电路。改变电阻RO或电容器CO可获得数百千赫兹以下的振荡频率。

电路工作原理

振荡原理是当环路内移相量是0度或360度的整数倍，环路放大倍数大于1时，电路便会产生振荡。若振荡增大，电路就会饱和，所以需要振幅稳定电路。

文氏电桥电路谐振时的衰减量为1/3，为了起振，反馈放大器A1的电压放大倍数必须大于3。

参数无系数的文氏电桥电路的振荡频率FO由FO=1/2πCO.RO确定。电容器CO的容量应保证基电抗XO在1K~数面千欧姆，决定CO的容量后，再根据RO=1/2πFO.CO求出RO的阻值。

振幅稳定电路是利用结型FET漏极-源极电阻受电压控制，阻值可变。如FET的漏电压增大时，波形失真也会增加，所以用反相放大器A2把振荡放大大约3倍，然后再由A1把电平降低到1/3。并在漏级-栅级之间加局部反馈（R3、R4）。

振幅控制环路是用OP放大器A3把齐纳二极管产生的基准电压与由D1把A2输出经整流的电流平均值加以比较、积分，对FET的栅极电压进行控制。为了抵消整流二极管的温度系数，在基准电压电路加了补偿二极管D2。

电容器C2用来确定积分时间常数，容量小响应快，但整流电路会产生脉动，增加滤形失真。电阻R5的作用是使积分电路产生超前补偿，可以加快响应速度，但是如果其阻值较大，也会有脉动残留。

元件的选择

在文氏电桥振荡电路中，很难实现超低频振荡，因为频率越低，稳定时间就会越长。另一方面，振荡频率的上限受OP放大器A1的相位特性限制，如振荡频率要求达数百千赫，应选用视频OP放大器，RO在驱动能力允许的情况下阻值应尽量小。CO的容量如果太小会受电路寄生电容或OP放大器输入电容的影响，电路容易不稳定。

调整

为了降低失真率，须抑制整流电路的纹波，办法是用R2把FET的可变范围缩小。如果文氏电桥各臂存在误差，衰减量就不为3，因此必须把增益的可调范围设计得稍大一些。

振幅控制电路的响应时间取决于C2、R5以及FET的变化范围。如果加大C2的容量，稳定时间就会延长。如果R5的超前补偿量加大，即可迅速稳定，但是会增加失真率。

关于稳定性的检查，可以观测电源接通后的振荡波形，也可以把OP放大器A1的同相输入接地，通过观察振荡停止后的上升特性了解稳定性。

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