送给大家一张单电源供电的运放文氏桥振荡电路

正直电子

我们经常使用运算放大器去做文氏桥振荡电路，这种振荡电路很容易起振，波形也很不错，振幅也很大，但是离不开双电源供电，在某些场合并不方便，所以我画了一张单电源供电的运放文氏桥振荡电路，它的振荡频率约1KHz，制作信号发生器非常的方便。
原理如下：
L1，C1，C2组成退耦电路，防止本振荡电路和其他电路之间相互干扰。
R1，R2组成分压电路，为运算放大器提供VCC/2的直流偏置电压，C3，C4提供交流通路并滤波。
振荡器想起振必须满足正反馈大于负反馈这个条件，也就是说放大倍数必须足够，因此本电路中必须要有正反馈回路和负反馈回路，其中为了保证本振荡频率稳定，正反馈回路必须具有一定的选频特性，这里我图省事用的是RC选频网络，由C5，C6，R6，R7构成，频率计算公式如下：1/（2*兀*根号下C5*C6*R6*R7）。
R3，R4构成负反馈回路，放大器的最大电压放大倍数Au=1+Rf/Rg=1+（R3+R4）/R5，为了保证波形完美，电路还需要一定的增益控制功能，其实很简单用二极管的电阻特性就能实现了，如图中的D1，D2，振荡越强R3两端电压越高，两个二极管导通越厉害，相当于减小Rf的值，进而控制增益保证波形比较好看，一般情况下我们让R3+R4略大于R5就可以了，也就是说电压放大倍数略大于2，但实际上由于正反馈不一定那么强，电路不一定能起振，因此额外加了一个可调电阻R4，制作完成这个电阻从零起调，直到振荡器顺利起振且波形良好。由于运算放大器的输出带直流偏置电压，因此输出必须增加C7这个耦合电容去掉直流分量。
由于本电路是单电源供电，为此R5，R7，C5就不能直接接地了，而是要接VCC/2的偏置电压，我个人认为运算放大器的单电源供电也好，双电源供电也罢完全是电位的问题，只要交流通路合理就问题不大，同时二者满足以下的对应关系：单电源供电的地相当于双电源供电的负电源，单电源供电中的中点电压相当于双电源供电中的地，以本电路为例，VCC/2的直流偏置电压就相当于双电源供电时，以负电压为参考电位测到地线上的电压。
由于本人水平有限，上述讲解和电路难免有不妥甚至错误之处，恳请广大坛友批评指正，谢谢！如果本帖对您有所帮助，则幸甚！

正直电子

大孔景元 发表于 2020-3-29 00:35
可以简化

绝对不可以这样简化的，因为流过R5，4.7K的电流很小所以运算放大器的同相输入端和反相输入端电位几乎一致，相当于两个输入端短路了，因此电路无法起振，只能按照主楼照片去做，这样的电路是最简单的

locky_z

直流电子管 发表于 2020-12-11 09:24
这个用LM386功放块效果更好，LM386输出阻抗低，带载能力强，负荷变化对振荡频率和幅值基本没有影响。

LM386不一定行，
1.他不是真正的运放，两个输入端的电位是不相等的。
2.它内部已经有负反馈网络电阻，靠接不同端子形成不同增益，随便外接电阻，会影响其偏置，除非用电容隔离，
用LM386的话，会更复杂了。不如运放+跟随器方便。

正直电子

之前我低矮歪的扫频仪上的调幅输出，调制信号用的是运放RC移相做的振荡，但始终不满意，决定设计一个波形好，振幅大，频率稳定的振荡电路，于是本电路就这样“横空出世”了，现在我的第一代扫频仪面临大换血，之前控制基极电流实现调幅的电路让我换成了乘法器调幅，波形好看了不说，还增加了DSB输出和调制度控制，如今内置音频振荡电路也换了，电压频标也换了单片机，自带频率指示。

大孔景元

可以简化

正直电子

大孔景元 发表于 2020-3-29 00:35
可以简化

前辈就是前辈，一出手就看出水平来了，刚好两个15K分压电阻交流通路是并联的是7.5K，而且那个电容也能起到滤波和提供交流通路的作用，并且还能起到选频作用，妙啊！日后再设计电路，一定发扬好前辈的精神，能省，一个电阻也省。

正直电子

大孔景元 发表于 2020-3-29 00:35
可以简化

另一个通道我打算做成反相放大电路，同相输入端原本接地的电阻也接VCC/2，这样就可以通过单刀双掷开关去选择内置1KHZ音频和外接音频作为调制信号了，之前我经常用外接音频发射手机里的歌曲，然后用收音机接收玩的不亦乐乎

正直电子

根据大孔景元前辈的意见，再次修改电路，原理如下：
L1，C1，C2组成退耦电路，防止本振荡电路和其他电路之间相互干扰。
振荡器想起振必须满足正反馈大于负反馈这个条件，也就是说放大倍数必须足够，因此本电路中必须要有正反馈回路和负反馈回路，其中为了保证本振荡频率稳定，正反馈回路必须具有一定的选频特性，这里我图省事用的是RC选频网络，由C3，C4，R6，R1，R2构成，频率计算公式如下：1/（2*兀*根号下C3*C4*R6*（R1||R2））。其中R1，R2在直流通路时为运算放大器提供VCC/2的直流通路，在交流通路时二者并联起来得到一个7.5K的电阻，它和C4构成RC并联选频回路。C4有三个作用，第一个是和R1，R2并联起来的等效电阻构成RC并联选频回路，第二个是提供交流通路，第三个作用是滤波。
R3，R4构成负反馈回路，放大器的最大电压放大倍数Au=1+Rf/Rg=1+（R3+R4）/R5，为了保证波形完美，电路还需要一定的增益控制功能，其实很简单用二极管的电阻特性就能实现了，如图中的D1，D2，振荡越强R3两端电压越高，两个二极管导通越厉害，相当于减小Rf的值，进而控制增益保证波形比较好看，一般情况下我们让R3+R4略大于R5就可以了，也就是说电压放大倍数略大于2，但实际上由于正反馈不一定那么强，电路不一定能起振，因此额外加了一个可调电阻R4，制作完成这个电阻从零起调，直到振荡器顺利起振且波形良好。由于运算放大器的输出带直流偏置电压，因此输出必须增加C5这个耦合电容去掉直流分量。

大孔景元

正直兄用什么画的图，真漂亮

world_all

用三极管能实现吗？

正直电子

大孔景元 发表于 2020-3-30 10:26
正直兄用什么画的图，真漂亮

sprint layout6，自己画了一套元件库，用的时候无非就是搭积木，哈哈，随心所欲的感觉我很喜欢

正直电子

world_all 发表于 2020-3-30 11:40
用三极管能实现吗？

当然可以实现，不过三极管的电路早已过时，七八十年代的老教材可能有，现在都是运放了。

正直电子

world_all 发表于 2020-3-30 11:40
用三极管能实现吗？

还行，找到了一张三极管的电路，只是这电路只适用于教学，实际上还可以进一步简化和优化，做成直接耦合，省了偏置电阻不说，还解决了耦合电容的移相对电路带来的影响

正直电子

上图中简化电路即使能正常工作，效果也远不如运算放大器的好，如果制作信号发生器这种仪器还是算了吧，刚才这个简化电路纯属我临时起意画出的，未经实践因此后面电阻元件也没标参数值，有兴趣的朋友自行实验。
注意，第一个三极管静态电流应小一点，发射极电阻要大一点，且不要并联旁路电容，原因是尽可能增加输入电阻，让振荡频率受输入电阻影响不那么大。第二个三极管构成的放大电路就应该注重较大的放大倍数让电路顺利起振了，当然了振荡太强波形不好看，因此需要反复实验配合调试才可。

world_all

正直电子 发表于 2020-3-30 14:58
上图中简化电路即使能正常工作，效果也远不如运算放大器的好，如果制作信号发生器这种仪器还是算了吧，刚才 ...

谢谢，应该和运放有的一比，有些使用lm324来做的，

正直电子

world_all 发表于 2020-3-30 15:02
谢谢，应该和运放有的一比，有些使用lm324来做的，

LM324是四通道运算放大器，当然可以做文氏桥振荡电路。
这个图想和运算放大器有一比，必须经过细心调试才行，注意要点我也在上一层楼说过了