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什么是RC振荡电路?

发布时间:2013-01-05

RC振荡电路的简介

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。


RC振荡电路
 
常用LC振荡电路产生的正弦波频率较高,若要产生频率较低的正弦振荡,势必要求振荡回路要有较大的电感和电容,这样不但元件体积大、笨重、安装不便,而且制造困难、成本高。因此,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。

RC振荡电路工作原理

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

(1) 起振过程

(2) 稳定振荡
 
(3) 振荡频率

振荡频率由相位平衡条件决定。

φA= 0,仅在 f0处 φF = 0 满足相位平衡条件,所以振荡频率f0= 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

考虑到起振条件AuF > 1, 一般应选取 RF略大2R1。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。

RC振荡电路的种类

(1)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。其振荡频率是

fo=1/2π√6RC


 
(2)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,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。

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Au=Uo/Ui=1+(Rf/R1)。而RC串并联选频网络在ω=ωo=1/RC时,Fu=1/3,εf=0°,所以,只要|Au|=1+(Rf/R1)>3,即Rf>2R1,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fo等于

fo=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。

RC振荡电路的作用

RC振荡电路用途很广,比如当振捣器时就用作产生波形输出,比如正弦波,三角波等;再把R、C的参数设计好,就可以产生带宽很窄的脉冲波形了;另外RC电路同集成运放联用还用作滤波器LPF/HPF、微分器、积分器等。

常用LC振荡电路产生的正弦波频率较高,若要产生频率较低的正弦振荡,势必要求振荡回路要有较大的电感和电容,这样不但元件体积大、笨重、安装不便,而且制造困难、成本高。因此,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。

RC振荡电路与微分电路的区别


微分电路定义:输出电压与输入电压的变化率成正比的电路,把矩形波转换为尖脉冲波,此电路的输出波形只反映输入波形的突变部分,即只有输入波形发生突变的瞬间才有输出。而对恒定部分则没有输出。输出的尖脉冲波形的宽度与R*C有关(即电路的时间常数),R*C越小,尖脉冲波形越尖.

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。

所以它们的区别主要在于输出波形不一样,以及适用的频率段不一样。

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