详解RC振荡器

thchen0103 2019-08-26

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通常情况下三点式振荡器主要用于频率较高的场合。频率较低的场合常采用RC 振荡器。RC 振荡器的工作原理同三点式振荡器一样，都是依靠放大器的正反馈，使电路满足振荡的相位条件和振幅条件。常用的RC 振荡器有移相式、桥式和双T 式。

1.RC 选频网络

许多RC 电路都可以作为RC 振荡电路的选频网络。常用的有导前移相网络、滞后移相网络、串/并联选频网络和双T 选频网络。RC 选频网络的电路结构和特性见表6-1。

表6-1　RC 选频网络的电路结构和特性

2.RC 移相振荡器

RC 移相振荡器具有结构简单、成本低的优点，但也存在输出波形质量差、不易调节等缺点，主要应用在要求不高的场合。

图6-27(a)所示是典型的导前式RC 移相振荡器。VT 是共发射极放大器，R3、R4 是VT 的偏置电阻，C1～C3、R1～R3 组成三级移相网络。通过表6-1 可知，一级的RC 移相电路的最大相移小于90°，所以需要三级RC 移相电路将VT 输出的电压移相180°，作为正反馈电压加到VT 的基极，才能实现振荡的相位平衡条件。

图6-27(b)所示的是滞后式RC 移相振荡器。此类振荡器为了减小放大管VT2 的输入电阻对RC 移相电路的频率特性的影响，在移相网络与VT2 间加了一级由VT1 等组成的共集电极放大器作为缓冲级。

图6-27　典型RC移相振荡器

3.RC 桥式振荡器

RC 桥式振荡器又称文氏电桥振荡器，此类振荡器具有容易起振、输出波形好、输出功率大、频率调节方便等优点，所以应用比较广泛。典型的RC 桥式振荡器如图6-28所示。VT1、VT2 组成两级共发射极耦合放大器，R1、C1、R2、C2 组成串、并联选频网络，R6 和R11 是串联负反馈电阻，C7 是输出电压反馈电容，R3、R4 和R7、R8 分别是放大管VT1、VT2 的偏置电阻。

图6-28　典型RC桥式振荡器

提示

在实际应用中，R6 常采用热敏电阻，以保证电路在温度变化时能稳定工作。

R1、C1、R2、C2 构成的正反馈回路和R6、R11 构成的负反馈回路构成一个四臂电桥，如图6-29所示。它可以很方便地得到频率范围较宽且连续可调的振荡频率。而VT1、VT2组成移相角ϕ = 0°的放大器。电桥的A、D 端接放大器的输出端，B、C 端接放大器的输入端，当正反馈电路的谐振频率等于输入信号频率时，输出电压Uo 与输入电压同相后，VT1在正反馈电压的作用下进入振荡状态。

图6-29　典型RC桥式振荡器等效电路

提示

由于三极管共发射极放大器的输入阻抗低、输出阻抗高，接上RC 串/并联选频网络后，容易影响RC 选频网络的频率特性，所以在实际电路中多采用高输入阻抗的场效应管代替三极管VT1 接到RC 网络的输出端。

4.双T 选频网络振荡器

双T 选频网络比RC 选频网络的选频特性好。由于双T 选频网络振荡器输出波形好，所以此类振荡器的应用范围较广。典型的双T 选频网络振荡器由共发射极放大器和双T 选频网络组成，如图6-30所示。VT1 是共发射极放大器;R1～R3、C1～C3 组成两个T 形选频网络，由它提供相移180°的正反馈电压，确保VT1 进入振荡状态;VT2 为共集电极放大器，用以保证负载变化不影响选频网络。