運算放大器RC振蕩器電路,RC相移振蕩器-KIA MOS管
信息來源：本站 日期：2025-05-15
相移振蕩器可以通過使用晶體管或使用運算放大器作為反相放大器來設(shè)計，通常用作音頻振蕩器。在RC相移振蕩器中，RC網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生180度相移，運算放大器產(chǎn)生另一個180度相移，因此產(chǎn)生的波反轉(zhuǎn)360度。除了產(chǎn)生正弦波輸出外，它們還用于對相移過程提供重要的控制。
RC相移振蕩器電路
相移振蕩器是產(chǎn)生正弦波輸出的電子振蕩器電路。
一個簡單的RC相移振蕩器提供60度的最小相移。
上圖顯示了一個單極相移RC網(wǎng)絡(luò)或梯形電路，它使輸入信號的相位偏移等于或小于60度。
理想情況下，RC電路的輸出波的相移應(yīng)該是90度，但實際上它大約是90度。60度，因為電容不理想。
RC網(wǎng)絡(luò)相位角的計算公式如下：
φ=tan-1（Xc/R）
其中，Xc是電容器的電抗，R是連接在RC網(wǎng)絡(luò)中的電阻器。
如果我們級聯(lián)RC網(wǎng)絡(luò)，我們將獲得180度相移。
現(xiàn)在要創(chuàng)建振蕩和正弦波輸出，我們需要一個有源組件，即反相配置的晶體管或運算放大器。
為什么將運算放大器用于RC相移振蕩器而不是晶體管？
使用晶體管構(gòu)建RC相移振蕩器有一些限制：
它僅對低頻穩(wěn)定。
RC相移振蕩器需要額外的電路來穩(wěn)定波形的幅度。
頻率精度并不完美，也不能免受噪聲干擾。
不利的加載效應(yīng)。由于級聯(lián)形成，第二個極點的輸入阻抗會改變第一個極點濾波器的電阻器電阻特性。級聯(lián)的濾波器越多，情況越糟糕，因為它會影響計算的相移振蕩器頻率的準(zhǔn)確性。
由于電阻和電容兩端的衰減，每一級的損耗增加，總損耗約為輸入信號的1/29。
隨著電路在1/29處衰減，我們需要恢復(fù)損失。
當(dāng)我們將運算放大器用于RC相移振蕩器時，它起到了反相放大器的作用。最初，輸入波已經(jīng)進入RC網(wǎng)絡(luò)，因此我們得到了180度的相移。并且，RC的這個輸出被饋送到運算放大器的反相端。
現(xiàn)在，我們知道運算放大器在用作反相放大器時會產(chǎn)生180度的相移。因此，我們在輸出正弦波中得到了360度的相移。即使在變化的負(fù)載條件下，這種使用運算放大器的RC相移振蕩器也能提供恒定的頻率。
所需組件：
運算放大器IC–LM741
電阻器–（100k–3nos，10k–2nos，4.7k）
電容器–（100pF–3nos）
示波器
電路原理圖
使用運算放大器模擬RC相移振蕩器
RC相移振蕩器提供準(zhǔn)確的正弦波輸出。在最后的仿真視頻中可以看到，我們已經(jīng)將示波器的探頭設(shè)置為電路的四個階段。
在這里，反饋網(wǎng)絡(luò)提供180度的相移。我們從每個RC網(wǎng)絡(luò)中獲得60度。并且，剩余的180度相移由反相配置中的運算放大器產(chǎn)生。
要計算振蕩頻率，請使用以下公式：
F=1/2πRC√2N
使用運放的RC相移振蕩器的缺點是不能用于高頻應(yīng)用。因為只要頻率太高，電容器的電抗就會很低，它會起到短路的作用。
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