魏桥振荡器

由于频率稳定性等的优点，变形非常低，调谐易于调谐，Wien桥振荡器成为最流行的音频范围信号发生器电路。这种类型的振荡器使用RC反馈网络，因此它也可以被视为RC振荡器。

一般振荡器和Wien桥振荡器之间的主要区别在于，在振荡器中，放大器级引入180度相移，并通过反馈网络引入额外的180度相移，以便在循环周围获得360度或零相移。满足巴克豪森标准。

但是，在Wien桥振荡器的情况下，放大器级中使用的非反相放大器不会引入任何相移。因此，需要通过反馈网络不需要相移网络，以满足Barkhausen标准。让我们简要讨论Wien Bridge振荡器。

Wien Bridge振荡器

Wien桥振荡器产生正弦波，该正弦波使用RC网络作为电路的频率确定部分。具有放大器级的Wien桥振荡器的基本电路如下图所示。

在端子1和3之间施加放大器的输出，同时从端子2和4提供输入到放大器级的输入，因此放大器输出变为桥的输入电压，而桥的输出变为放大器的输入电压。。

当桥接桥平衡到放大器的输入电压变为零，因此为了产生输入的持续振荡，必须是非消失的。因此，通过调整电阻器的适当值，桥梁不平衡。

如上所述，RC网络负责确定振荡器的频率。该RC网络由两个频率敏感的臂组成，即系列R1C1和并联R2，C2。该网络也称为引线滞后电路。

电容器两端的输出电压在滞后电路中的0到90度之间的角度滞后于输入电压。在引线电路中，电阻器两端的输出电压在0到90度之间引入输入电压。

在非常低的频率下，输出电压变为零，因为串联电容表现为开放式循环，并且在非常高的频率下也没有输出，因为并联电容器发挥为输入电压的短路通路路径。因此在这两个极端条件下，输出电压达到最大值。

谐振频率是输出电压最大的频率。在此频率下，反馈分数k达到最大值为1/3。

当XC = R并因此给出谐振频率时，反馈将是最大的

f = 1 /2πrc

上图表示谐振频率下的输出电压。在谐振频率下，通过电路的相移为零，衰减V1 / V0是1/3。因此，为了保持振荡，放大器必须具有大于3的增益。

通过将两个电容器安装在轴上并同时改变它们的值来由Wien桥振荡器提供不同的频率范围。

Wien Bridge振荡器使用OP-AMP

下图显示了广泛使用的Wien桥振荡器类型。运算放大器用于非反相配置和反馈形成分压器网络。电阻R1和RF形成反馈路径的一部分，其确定或有助于调整放大器增益。

OP-AMP的输出作为点A和C的桥接器连接，而C桥在B和D处的输出连接到OP-AMP的输入。

放大器输出的一部分通过分压器网络（电阻器和电容器的串联组合）反馈到放大器的正或非反相端子。

而且，放大器的第二部分通过幅度2R的阻抗反馈到放大器的反相或负极端子。

如果正确选择反馈网络元件，则输入到放大器的信号的相移在某些频率下为零。由于放大器是非反相的，因此引入零相移加上反馈网络零相移，因此围绕环路的总相移变为零，因此振荡的所需条件。

因此，Wien桥振荡器用作正弦波发生器，其振荡频率由R和C组件确定。

操作放大器的增益表示为

a = 1 +（rf / r1）

正如我们上面讨论的那样，非反相放大器的增益必须至少为3以满足巴克豪森标准。

因此，1 +（RF / R1）≥3

→（rf / r1）≥2

因此，电阻RF至R1的比率必须等于或大于2.振荡的频率由

f = 1 /2πrc

Wien Bridge振荡器上的示例问题

如果r = 100k欧姆和R1 = 1k欧姆，则以10kHz的频率确定Wien桥振荡器电路的RC值。

鉴于F = 10 kHz，r = 100 k欧姆，R1 = 1K欧姆。

给出了Wien桥振荡器中的振荡频率

f = 1 /（2πrc）

然后C = 1 /（2π×100×103×10×103）

= 0.159 NF.

对于持续的振荡，收益必须大于3，即≥3

然后1 +（rf / r1）≥3

（rf / r1）≥2

rf≥1k欧姆

因此，R和C值分别为0.159 NF和1K欧姆。

横向维也纳桥振荡器

下图显示了晶体化Wien桥振荡器，其使用两个阶段公共发射极晶体管放大器。每个放大器级引入180度的相移，因此引入总共360度相移，其除了零相移条件。

反馈桥包括RC系列元件，RC并联元件，R3和R4电阻。桥接电路的输入通过耦合电容从晶体管T2的集电极施加。

当DC源施加到电路时，由于电荷载波通过晶体管和其他电路部件的移动，产生噪声信号在晶体管T1的基部处产生。通过增益A放大该电压，并通过输入电压产生输出电压180度。

该输出电压被施加为T2的基极端子的输入到第二晶体管。该电压乘以T2的增益。

随着T1的输出，晶体管T2的放大输出为180度。该输出通过耦合电容器C反馈到晶体管T1。因此，当Barkhausen条件满足时，通过这种正反馈在广泛的频率下产生振荡。

通常，反馈网络中的Wien桥以单个期望的频率包含振荡。

桥接频率在总相移零的频率下进行平衡。

两个级晶体管的输出用作反馈网络的输入，该输入网络在基座和地之间施加。

反馈电压，VF =（VO×R4）/（R3 + R4）

维也纳桥自动增益控制

增益必须是自调节，以实现反馈振荡器的稳定性。这是一种自动增益控制（AGC）的形式。这可以通过简单地将齐纳二极管与反馈网络中的电阻器R3并联放置来实现。当输出信号达到齐纳击穿电压时，齐纳二极管导通，这反过来导致短路电阻R3。

这将放大器增益降低到3，因此通过全环增益1的结果产生的持续振荡。尽管这种自动增益控制方法很简单，但它受到齐纳二极管的非线性，因此正弦波变得扭曲。

控制增益的另一种方法是在负反馈路径中使用JFET作为电压控制电阻。与齐纳二极管法相比，这种增益控制方法产生稳定的正弦波形。JFET在具有小或零VOS的欧姆地区进行操作。

因此，漏极电阻随栅极电压的增加而增加。因此，当JFET放置在负反馈回路中时，通过该电压控制电阻实现自动增益控制。

上图说明了JFET稳定的Wien桥振荡器的自动增益控制。在该电路中，放大器增益由组件RF，R3和Q1控制。取决于栅极电压，漏极源电阻变化。这种电阻最小，栅极零伏。这样，循环增益将超过1。

随着输出电压迅速增加，负输出信号向前偏置二极管并因此电容器电荷到负电压。该充电电压增加了漏极和源之间的JFET的电阻，进一步导致降低放大器增益。

通过选择反馈组件的适当值，可以在所需水平下稳定环路增益。

好处

• 由于使用两级放大器，该振荡器的总增益很高。
• 通过改变C1和C2的值或使用可变电阻器，可以改变振荡的频率。
• 它产生一个非常好的正弦波，畸变较少
• 频率稳定性好
• 由于不存在电感器，外部磁场不会发生干扰。

缺点

• 两级放大器类型的Wien桥式振荡器需要更多组件。
• 无法生成非常高的频率。