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1、Author: Jackie Long文氏电桥振荡电路详解文氏电桥振荡电路（Wien bridge oscillator circuit）,简称“文氏电桥,是一种适于产生 止弦波信号的振荡电路z,此电路振荡稳定且输出波形良好，任较宽的频率范围内也能够 容易调节，因此应用场合较为广泛。如下图所示为基本文氏电桥振荡电路：1All limits ieserved. NO Spreading without AuthoxizatianAuthor: Jackie Long其中，Rix R2、Cl、C2组成的RC串并网络将输出正反馈至同相输入端，R3、R4则将 输岀负反馈至运放的反相输入端，电路的行为取
2、决于正负反馈那一边占优势（为便于分析, 通常都假设R1=R2=R且C1=C2=C,当然这并不是必须的）。可以将该电路看作对A点输入（即同相端电压）的同相放人器，因此该电路的放人倍 数如下：r4+馬可以证明，当放大倍数小于3时（即R4/R3=2）,负反馈支路占优势，电路不起振；当 放大倍数大于3时，正反馈支路占优势，电路开始起振并不是稳定的，振荡会不断增大，最 终将导致运放饱和，输出的波形是削波失真的正弦波。只有当放大倍数恰好为3时，正负反馈处于平衡，振荡电路会持续稳定的工作，此时输 出波形的频率公式如下所示：fo =12nRC#All limits ieserved. NO Spreading
3、 without AuthoxizatianAuthor: Jackie Long#All limits ieserved. NO Spreading without AuthoxizatianAuthor: Jackie Long也可以这样理解：电路刚上电旳会包含频率丰富的扰动成分，这些扰动频率都将会被放 人3倍，随后再缩小3倍，依此循坏，只有扰动成分的频率等于f。时，电路将一直不停地#All limits ieserved. NO Spreading without AuthoxizatianAuthor: Jackie Long振荡卜去，也就是说，频率为f。的成分既不会因衰减而最终消失，
4、也不会因一直不停放大 而导致运放饱和而失真，相当于此时形成了一个平衡电桥。但是这个电路的实际应用几乎没冇，因为它对器件的要求非常高，即R4/R3必须等于2 （也就是放大倍数必须为3）,只要有一点点的偏差，电路就不可能稳定地振荡下去，因为 元件不可能十分精确，就算可以做到，受到温度、老化等因素，电路也可会出现停振（放大 倍数小于3）或失真（放大倍数大于3）的情况。我们用卜图所示的电路参数进行仿貞:当R4J00K时，放人倍数为输出波形如下图:当R4=30K时,放大倍数为4,输出波形如下图:#All limits reserved. NO Spieading without Authonzation
5、Author: Jackie Long3All limits reserved. NO Speadmg without AuthonzationAuthor: Jackie Long7Q-ise10m20mXm40m50mTime 50o o O5 0-5 )966; 0 30m25m20m Imo (s)10m可以看到，输出正弦波是以6V （BP 12V的一半）作为中点的。 也有如下图所示相似的电路，读者可自行仿真，原理是一致的。从原理上很容易看出，电路输出波形的幅度与二极管的正向压降有很人的关系，我们可 以用下图所示电路来摆脱这个问题：11All limits reserved. NO S
6、pieading without AuthonzationAuthor: Jackie LongC2卄10nFR1AA/V47kQVCC12.0V VCCR3AAAr10kQ00c R5WVQ1 47kQVEE-12. OV2只4wv19kQN沟道JFET的阀值电压Vth为负压,当VGS=0时（即电路刚上电时），源漏导通而将R5 短接到地,R5与R3并联再与R4组成负反馈，此时电路的放大倍数约为3.3 （大于3）,电 路开始起振,振荡的幅度也会越來越大；当输出负压足以使VGSVTH时，JFET截止，此时电 路的放大倍数约为2.9 （小于3）,此电路的输出幅值约为JFET的阀值电压（负压）加一个
7、二 极管压降，即Vth+Vd，其输出波形如下图所示：#All limits reserved. NO Sheading witliout AtrthoxizatianAuthor: Jackie Long13All limits reserved NO Spleading without AuthonzationAuthor: Jackie LongF图也是一种穂幅电路,如下图所示,读者可自行分析:C1 z!z10nF0R3WV10kQ10nF 47kQvcc12.0 V VCCU1A1LM358DVEE1VEE -12.0 VR4-AAAr30kQD1D212.0V vcc-67VEEVEE-12.0V#All limits reserved NO Spleading without Authonzation