一种高稳定度信号源研究.pdf

《一种高稳定度信号源研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第17卷第1期安徽机电学院学报VOI.17,NO.12·00626年·3月JOurnaIO安fAnh徽uiIns机titute电OfMe学chani院caI&学EIec报tricaIEngineeringMa2r.00,22年002文章编号：1007-5240(2002)-01-0066-04一种高稳定度信号源研究吕虹，许家宝(安徽机电学院电气工程系，安徽芜湖241000)摘要：从正、负反馈对放大器性能影响出发，分析RC串、并联电路及其对偶电路的频率特性.根据正弦波振荡器的相位、幅度平衡条件，研究RC对偶电路在正弦波振荡电路中作为负反馈网络的可行性，提出了一种高稳定度信号源———

2、对偶式RC桥式正弦波振荡器及实现电路，最后对这种新型信号源频率特性能进行了分析.关键词：正反馈；负反馈；正弦波振荡；RC串、并联对偶电路；频率特性中图分类号：0441.4文献标识码：A信号源是众多电子系统和电子设备中不可或缺的电路，其性能好坏直接影响整个系统和设备的优劣.特别是在工作环境较为恶劣情况下，对其性能尤其是频率的稳定提出了更高要求.为此，笔者在RC桥式正弦波振荡器基础上，根据正、负反馈原理，提出了一种高稳定信号源———对偶式RC桥式正弦波振荡器.它不仅具备普通RC桥式正弦波振荡器优点，还具有更高的频率稳定度.1对偶式RC桥式正弦波振荡器的提出1.1RC桥式正弦波振荡器为

3、了说明对偶式RC桥式正弦波振荡器，不妨先分析普通型RC桥式正弦波振器.图1是普通型RC桥式正弦波振荡器电路，它由放大电路和RC串、并联电路组成.其中放大电路(同''1'相比例放大电路)电压放大倍数Af，在深度负反馈条件下：Af='，F-是放大电路中负反馈网F-''U-R1络的反馈系数，其值为：F-='=；RC串、并联网络反馈系数：U0R1+R2'''U+'U+11F+='=F+='=，U0U0（3+（j!RC-1）3+（j!-!0）!RC!0!1其中!0=.RC图2是RC串、并联反馈网络和放大电路频率特性.由图知，放大电路是全通网络，对所'有信号都具有放大能力，且"Af=0，RC

4、串、并联反馈网络F+具有带通特性，且"F+=-arctan[(!/!0)-(!0/!)]/3.收稿日期：2001-01-10作者简介：吕虹(1959-)，女，山东阳信人，副教授，硕士.第1期吕虹，等：一种高稳定度信号源研究·67·当f=f0(f0=!0/2!)时，"F+=0，振荡电路满足相位平衡条件，即："Af+"F+=2k!(k=0,11⋯~~⋯)，如果此时Af·F+f=f0!1，电路就能在f0上振荡起来，而在偏离f0的频率上，由于正反馈的下降，在幅度上抑制了其它频率信号，在相位上也破坏了平衡条件，从而保证了振荡器仅振荡在f0上，输出f0信号.由上分析知，RC串、并联电路是RC

5、桥式正弦波振荡电路关键环节.它使RC桥式正弦波振荡电路能够满足相位平衡条件，且决定着电路的振荡频率.若将图1中RC电路的串、并联支路对调位置，就形成图3所示的RC并、串联电路.这里称图3RC并、串联电路为图1中RC串、并联电路的对偶电路.图1RC桥式正弦波振荡电路图2图1电路中放大电路和RC串、并联网络频率特性1.2RC对偶电路频率特性对于图3RC对偶电路，其频率特性为：1!!0~2+（j!RC-）2+（j-）~UF!RC!0!1F=~==,!0==2!f0,U03+（j!RC-1）3+（j!-!0）RC!RC!0!其中幅频特性、相频特性如图4，由图4知，RC对偶电路具有带阻频率

6、特性.电路在f=f0信~~~UFUF2号上，相移"F=0，但其反馈最弱，且为：F=~=~=.在偏离f0的一切频率信U0U0min3号上，反馈都强于f0信号的反馈.图3RC对偶电路图4RC对偶路频率特性2对偶式RC桥式正弦波振荡电路工作原理概据正、负反馈对电路的影响，将图3电路连接到运算放大器反相端，构成图5所示电路，这样RC对偶电路的反馈信号就加在运算放大器反相端，形成电路的负反馈.根据图4RC·68·安徽机电学院学报2002年对偶电路频率特性，图5电路仅在f0点上负~~2反馈最弱，且F-=F-min=.反过来3说，只要电路处于深度负反馈，图5电路中放大电路对f0信号放大能力最强

7、，即：~~lAff=f0=Afmax=~=3/2，同时!Af=0，F振荡电路满足相位平衡条件，即：!Af+!F+=2k!(k=0，1l⋯).此时，只要调~Rl图5对偶式RC桥式正弦波振荡电路整正反馈网络反馈量，即：F+=，使Rl+R2~~Af·F+f=f0!l，电路就能在f0上振荡起来，通过稳幅环节，使电路稳定振荡.其它频率信号由RC对偶电路自身产生相位偏移，相位平衡被破坏，同时负反馈增强，其幅度被衰减.这样，电路相位、幅度就失去了平衡条件，电路只输出纯度较高的f0正弦波信号.对