什么是RC相移振蕩器？

RC相移振蕩器是一種利用RC相移網(wǎng)絡(luò)作為放大器的反饋回路，在特定頻率下產(chǎn)生合適的相移以形成正反饋并產(chǎn)生振蕩的振蕩器。

這種振蕩器的頻率和振幅都比較穩(wěn)定，且易于設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)，因此在音頻段頻率有著廣泛的應(yīng)用。它由三節(jié)移相電路和反相放大器組成，電路簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，但穩(wěn)定性不高，調(diào)節(jié)也不方便，因此一般用于固定頻率振蕩器和要求不太高的場(chǎng)合。

在RC相移振蕩器中，如果三個(gè)電阻R的值相等，且移相網(wǎng)絡(luò)中的電容C的值也相等，那么振蕩器的輸出頻率可以通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的公式計(jì)算出來(lái)。這個(gè)公式是：f0 = 1 / (2π√(6RC))，其中f0是振蕩頻率，R是反饋電阻，C是反饋電容，N是RC反饋級(jí)數(shù)。

此外，RC相移振蕩器還可以分為RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩器和雙T選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩器。前者可以方便地連續(xù)改變振蕩頻率，便于加負(fù)反饋穩(wěn)幅，容易得到良好的振蕩波形；后者則具有選頻特性好、調(diào)頻困難的特點(diǎn)，因此適用于產(chǎn)生單一頻率的振蕩。

接下來(lái)小編給大家分享一些RC相移振蕩器電路圖，以及簡(jiǎn)單分析它們的工作原理。

RC相移振蕩器電路圖分享

1、使用2N2222A晶體管的RC相移振蕩器電路圖（1）

已知的振蕩器是用于以所需頻率產(chǎn)生正弦或非正弦振蕩的電路。振蕩電路的類(lèi)型有很多種，RC振蕩器就是其中的一種。 RC 振蕩器電路也稱(chēng)為相移振蕩器，在其輸出端產(chǎn)生正弦信號(hào)。它利用再生反饋信號(hào)產(chǎn)生振蕩，并由 RC 振蕩器電路中的 RC 網(wǎng)絡(luò)獲取。

該電路設(shè)計(jì)使用電容器和電阻器來(lái)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)反饋信號(hào)提供所需的相移。這種類(lèi)型的振蕩器具有良好的頻率穩(wěn)定性，適用于廣泛的應(yīng)用。 RC或相移振蕩器使用NPN晶體管2N2222A和其他無(wú)源元件來(lái)產(chǎn)生所需頻率范圍的振蕩。

對(duì)于這個(gè)簡(jiǎn)單的電路，我們使用了一個(gè) NPN 晶體管 2N2222A，它用作共發(fā)射極放大器，同時(shí)從 RC 網(wǎng)絡(luò)獲得反饋，并且在與電容器耦合的晶體管的集電極端子處獲取輸出。

當(dāng)從電池施加 9V DC 電壓時(shí)，由于電源電壓電平的變化以及晶體管噪聲變化引起的基極電流變化，會(huì)產(chǎn)生振蕩，并且這些變化會(huì)被晶體管放大。

RC 網(wǎng)絡(luò)分為三級(jí)，每級(jí)提供 60° 的相移，因此從反饋元件獲得總共 180° 的相移。此外，晶體管放大器提供 180° 的相移，這意味著實(shí)現(xiàn)了 360° 的總相移，從而提供正反饋。在輸出端，獲得連續(xù)的抑制正弦波形。

2、使用2N2222A晶體管的RC相移振蕩器電路圖（2）

我們將制作一個(gè)“RC 相移振蕩器電路”。這里，RC 相移振蕩器電路被設(shè)計(jì)為用很少的容易獲得的組件產(chǎn)生正弦波形。相移振蕩器是一種產(chǎn)生正弦波輸出的線性電子振蕩器電路。它由反相放大器元件（例如晶體管或運(yùn)算放大器）組成，其輸出通過(guò)由梯形網(wǎng)絡(luò)中的電阻器和電容器組成的相移網(wǎng)絡(luò)反饋到其輸入。反饋網(wǎng)絡(luò)將放大器輸出的相位以振蕩頻率“移動(dòng)”180 度，以提供正反饋。簡(jiǎn)單的 RC 相移振蕩器電路，可振蕩高達(dá) 6.5KHz 的純正弦波。輸出信號(hào)頻率取決于儲(chǔ)能電路元件。

正如我們所看到的，晶體管 2N2222A 作為共發(fā)射極 (CE) 單級(jí)放大器進(jìn)行偏置，并且在反饋處，RC 網(wǎng)絡(luò)由相同值的電容器和電阻器組成。這里集電極電阻RC限制了晶體管的集電極電流，電阻R4和R3組成分壓網(wǎng)絡(luò)，而發(fā)射極電阻R6提高了穩(wěn)定性。接下來(lái)，電容器C5和C4分別是發(fā)射極旁路電容器和輸出直流去耦電容器。此外，該電路還顯示了反饋路徑中采用的三個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)。整個(gè)RC相移振蕩器電路由9V電池供電。

當(dāng)我們將電源應(yīng)用于該電路時(shí)，晶體管中的噪聲變化和電源中的電壓變化引起的基極電流的隨機(jī)變化會(huì)產(chǎn)生振蕩，并且這些變化被晶體管放大器放大。該布置導(dǎo)致輸出波形偏移 180° 在其從輸出端子到晶體管基極的行進(jìn)過(guò)程中。該 RC 相移振蕩器反饋網(wǎng)絡(luò)由三級(jí) RC 網(wǎng)絡(luò)組成，這些網(wǎng)絡(luò)相同且具有相等的值。這里，每個(gè) RC 組合為信號(hào) (RC1 + RC2 + RC3) 提供 60° 相移，即 (60 + 60 + 60) 總反饋部分提供 180° 相移。放大器級(jí)提供 180° 相移的放大。因此，總相移為 360°，并且它提供正反饋，從而產(chǎn)生連續(xù)的無(wú)阻尼振蕩。

我們可以獲得固定頻率的連續(xù)正弦波輸出。 RC相移振蕩電路將提供穩(wěn)定的低頻振蕩。RC 相移振蕩器可以采用多種方式設(shè)計(jì)，因?yàn)槠渲?RC 網(wǎng)絡(luò)的數(shù)量不固定。然而，需要注意的是，雖然級(jí)數(shù)的增加提高了電路的頻率穩(wěn)定性，但由于負(fù)載效應(yīng)，它也會(huì)對(duì)振蕩器的輸出頻率產(chǎn)生不利影響。

3、使用2N2222A晶體管的RC相移振蕩器電路圖（3）

我們知道振蕩器是一種產(chǎn)生具有所需頻率和幅度的正弦波或非正弦波的電子電路。每個(gè)振蕩器電路都會(huì)有振蕩電路、放大器和反饋電路來(lái)產(chǎn)生波形。這里的 RC 相移振蕩器電路設(shè)計(jì)用于用很少的容易獲得的組件產(chǎn)生正弦波形。

簡(jiǎn)單的 RC 相移振蕩器電路，可振蕩高達(dá) 6.5KHz 的純正弦波。輸出信號(hào)頻率取決于儲(chǔ)能電路元件及其值，這里儲(chǔ)能電路由電阻器和電容器組成。

這里晶體管 2N2222A 偏置為共發(fā)射極 (CE) 單級(jí)放大器，反饋 RC 網(wǎng)絡(luò)由相同值的電容器和電阻器組成。通過(guò)輸出耦合電容器 C5 從晶體管集電極端子拾取輸出。整個(gè)RC移相振蕩器電路由9V電池供電。

當(dāng)我們將電源應(yīng)用于該電路時(shí)，晶體管中的噪聲變化和電源中的電壓變化引起的基極電流的隨機(jī)變化會(huì)產(chǎn)生振蕩，并且這種變化被晶體管放大器放大。

該 RC 相移振蕩器反饋網(wǎng)絡(luò)由三級(jí) RC 網(wǎng)絡(luò)組成，這些網(wǎng)絡(luò)相同且具有相等的值。這里每個(gè) RC 組合為信號(hào) (RC1 + RC2 + RC3) 提供 60° 相移，即 (60 + 60 + 60) 總反饋部分提供 180° 相移。放大器級(jí)提供 180° 相移放大。因此，總相移為 360°，它提供正反饋，從而產(chǎn)生連續(xù)的無(wú)阻尼振蕩。我們可以獲得固定頻率的連續(xù)正弦波輸出。 RC相移振蕩電路將提供穩(wěn)定的低頻振蕩。

4、簡(jiǎn)單的RC相移振蕩器電路圖

在這里我們將介紹“RC相移振蕩器電路”。RC 移位是用于提供正弦波脈沖的線性振蕩器。因此，其電路使用運(yùn)算放大器或晶體管。我們可以通過(guò)使用反饋網(wǎng)絡(luò)將放大器的相位在振蕩頻率處移至 1800，以提供正響應(yīng)。我們經(jīng)常使用這些類(lèi)型的振蕩器作為音頻振蕩器。

在這個(gè)RC相移振蕩器電路中，9V電池為整個(gè)RC相移振蕩器電路供電。首先，我們使用相同值的電容器和電阻器形成一個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)。這意味著振蕩器反饋網(wǎng)絡(luò)包括三級(jí) RC 網(wǎng)絡(luò)，并且這些網(wǎng)絡(luò)具有精確值。因此，每個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)提供 60 度相移。由于存在三個(gè)網(wǎng)絡(luò)，因此總共存在 180 度的相移。

然后我們將它們的輸出提供給晶體管的基極。該級(jí)提供 180 度相移放大。因此，總共有 360 度的相移。這里 2n222 晶體管采用共發(fā)射極配置。因此，我們?cè)诰w管的集電極側(cè)獲取輸出。

當(dāng)我們將電源連接到電路時(shí)，基極電流會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)波動(dòng)，晶體管會(huì)放大這些波動(dòng)。 RC移相振蕩電路提供穩(wěn)定的低頻振蕩。

5、使用運(yùn)算放大器的RC相移振蕩器電路圖（1）

在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將利用運(yùn)算放大器制作一個(gè) RC 相移振蕩器。產(chǎn)生正弦波的電子振蕩器電路是相移振蕩器。它可以用半導(dǎo)體構(gòu)成，也可以用反向放大器、運(yùn)算放大器構(gòu)成。

在大多數(shù)情況下，這些相移振蕩器被用作聲音振蕩器。在RC相移振蕩器中，RC網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生180度的相移，運(yùn)算放大器又產(chǎn)生180度的相移，因此后續(xù)波形改變了360度。 除了產(chǎn)生正弦波產(chǎn)量之外，它們還同樣用于對(duì)相移周期進(jìn)行關(guān)鍵控制。

RC 相移振蕩器給出精確的正弦波形。第一個(gè)示波器探頭生成輸入波，第二個(gè)示波器探頭由 90° 相移正弦波提供，第三個(gè)是 180° 相移正弦波，第四個(gè)是 360° 相移輸出波。這里，反饋網(wǎng)絡(luò)提供 180° 相移。每個(gè) RC 網(wǎng)絡(luò)都有 60 度。并且通過(guò)反相配置中的運(yùn)算放大器，產(chǎn)生剩余的180°相移。

6、使用運(yùn)算放大器的RC相移振蕩器電路圖（2）

RC相移振蕩器的電路圖如上所示。反饋電阻Rf和電阻R（靠近電路中運(yùn)算放大器的反相引腳）用于設(shè)置振蕩器的增益。由 R 和 C 組成的三級(jí)相移網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生 180° 相移，而運(yùn)算放大器本身以反相模式接線則產(chǎn)生另一個(gè) 180° 相移。這樣就在輸入和輸出之間獲得了所需的 360° 相移。

7、使用BJT的RC相移振蕩器電路圖

使用BJT 的RC 相移振蕩器如下所示。該電路中使用的晶體管是放大器級(jí)的有源元件。晶體管有效區(qū)域內(nèi)的 DC 工作點(diǎn)可以通過(guò) Vcc 電源電壓和 R1、R2、RC 和 RE 電阻器來(lái)設(shè)置。

CE電容是旁路電容。這里，三個(gè) RC 段被視為相等，最后一段內(nèi)的電阻可以是 R' = R – hie。晶體管的“hie”是輸入電阻，可以添加到 R'，因此通過(guò)電路已知的網(wǎng)絡(luò)電阻是“R”。

R1 和 R2電阻器是偏置電阻器，這些電阻器性能優(yōu)越，因此不會(huì)對(duì)交流電路的運(yùn)行產(chǎn)生影響。此外，由于 RE – CE 組合可實(shí)現(xiàn)的阻抗微不足道，因此交流操作也不會(huì)產(chǎn)生任何影響。

當(dāng)向電路供電時(shí)，噪聲電壓開(kāi)始在電路內(nèi)振蕩。在晶體管放大器處，一個(gè)小的基極電流放大器產(chǎn)生可進(jìn)行180 °相移的電流。

每當(dāng)該信號(hào)響應(yīng)放大器的輸入時(shí)，它就會(huì)再次發(fā)生 180°的相移。如果環(huán)路增益等于1，則將產(chǎn)生持續(xù)振蕩。