维恩桥式振荡器:电路和频率计算

什么是维恩桥振荡器?

一维恩电桥振荡器是一种相移振荡器它是基于Wien-Bridge网络(图1a)，该网络由以桥接方式连接的四条臂组成。这里两个臂是纯电阻的，而其他两个臂是结合的电阻和电容器。特别地，其中一臂有电阻和电容串联(R₁和C₁)，而另一个则是平行的(R₂和C₂)。这表明网络的这两臂的行为与臂的行为完全相同高通滤波器或低通滤波器,模拟图1b所示电路的行为。

在这个电路中，在高频率时，电容器的电抗C₁和C₂会不会少得多呢电压V₀R会变成0吗₂将做空。接下来，在低频时，电容器C的电抗₁和C₂会变得很高。

然而，即使在这种情况下，输出电压V₀只会保持在零，因为电容C₁就像开路一样。这种由维恩-布里奇网络表现出来的行为，使得它在低频和高频的情况下分别成为一个超前滞后电路。

维恩桥振荡器频率计算

然而，在这两个高和低频率中，存在一个特定的频率，其值电阻而电容电抗将变得相等，产生最大的输出电压。这个频率称为谐振频率。Wein桥式振荡器的谐振频率用下列公式计算:

此外，在这个频率下，输入和输出之间的相移将变成零，输出电压的大小将变成等于输入值的三分之一。此外，我们可以看到，维恩桥只会在这个特定的频率上保持平衡。

在…情况下维恩电桥振荡器，在图2所示的反馈路径中使用图1的Wien-Bridge网络。基于BJT的Wein振荡器电路图双极结型晶体管)如下所示:

在这些振子，放大器部分将由两级放大器组成晶体管,问₁和问₂，其中Q的输出₂反馈是Q的输入吗₁通过Wien-Bridge网络(如图中蓝色框所示)。在这里，电路中固有的噪声会引起底座的变化当前的的问₁哪个会出现在它的集电极点后被放大与180相移^o。

这是作为Q的输入₂通过C₄并进一步放大，出现额外的180相移^o。这使得反馈到维恩桥网络的信号的净相位差为360^o，满足相移准则，以获得持续振荡。

然而，只有在谐振频率的情况下，才能满足这一条件，因此，维恩桥振荡器在频率方面具有高度的选择性，从而实现频率稳定设计。

维恩-布里奇振荡器甚至可以用运算放大器作为放大器部分的一部分，如图3所示。然而，需要注意的是，在这里，由于维桥网络提供零相移，运放被要求作为一个非反相放大器。此外，从电路中可以看出，输出电压同时反馈到反相和非反相输入端子。

在谐振频率下，施加在反相和非反相端子上的电压将相等且相互同相。然而，即使在这里，放大器的电压增益需要大于3才能开始振荡，也需要等于3才能维持振荡。一般来说，这类运算放大器为基础文氏桥振荡器由于开环增益的限制，不能工作在1兆赫兹以上。

温-桥网络是一种低频振荡器，用于产生20赫兹至20 KHz的音频和亚音频。此外，它们提供稳定的、低失真的正弦输出，频率范围很宽，可以使用十进位电阻箱进行选择。此外，这种电路的振荡频率可以很容易地改变，因为它只需要改变频率电容器C₁和C₂。然而,这些振子需要大量的电路元件，并且只能在一定的最大频率下工作。