首先明白一点,任何一个电路如果没有输入,是不可能有输出的。电路有正弦波输出,一定会有输入的存在。这个输入就是干扰信号,或外电路或内电路。理解其基础可以从傅里叶级数出发,任何一个实际函数都可以看作多个正弦信号的叠加,如突然打开的开关所产生的阶跃信号,外部电磁干扰感应,静电感应,内部电路噪声等。这个输入是普遍存在的。
正弦波信号的产生需要四个条件设置。
一、噪声信号必须要进行放大,才可能进行信号输出,以保证输出的幅值大小。也就是说正弦波放大电路中一定存在放大电路;
二、需要一个选频网络,即带通滤波器,它把放大后的噪声信号进行滤波,把需要的频率信号生成出来,常用的为RC串并联网络;
三、需要一个正反馈网络,确保把滤波后的频率信号再次送入到放大器中进行放大输出,以获取连续的正弦信号。
四、为确保输出信号幅度稳定,需要Auf=3,理由是RC选频网络反馈系数F=1/3;但在正弦波工作初始阶段,为了确保输出幅度从0开始增长,就需要Auf>3。也就是电路的放大倍数是需要改变的。这就是非线性放大环节。
整体电路最简如下图所示:
用同相比例运算电路作放大电路。因同相比例运算电路有非常好的线性度,故R或Rf可用热敏电阻,或加二极管作为非线性环节。
此图产生的正弦波的频率为:
正弦波输出的幅度越为VCC,即运放的供电电源电压。
仿真电路及结果如下图所示,RC参数的选择可以使输出频率为1000Hz,注意非线性环节利用了二极管单相导通时的动态电阻,对电路的放大倍数进行调节。一开始Au>3,此时rd比较大;当输出电压增大后,rd变小,使Au=3。
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