维恩桥振荡器设计及反馈对输出频率的作用

维恩桥振荡器设计及反馈对输出频率的作用

维恩桥振荡器是用于产生正弦波的简单电路。这种简单的电路不会在一个信号和另一个信号之间执行转换以提供稳定的参考输出波形。相反，这是一个独立的振荡器，在正反馈环路上将放大与RC元件合并在一起，以产生输出信号。该电路的工作原理看似简单，并且不明确地依靠共振来产生输出正弦波形。

维恩桥振荡器电路图

维恩桥振荡器电路图。

此外，只要电路设计中的放大器在线性范围内运行，输出波形就会具有非常低的谐波失真。实际上，两个反馈环路共同作用以将输出稳定在特定的频率和幅度。正反馈环路（RC部分）创建了一个分压器，因此同相输入端的增益小于1。R1和R2的选择应使负反馈环路的增益大于1：

维恩桥振荡器增益条件。

这种情况的原因非常重要，并且与这些振荡器中正反馈和负反馈的作用有关。

反馈对输出频率的作用

维恩桥振荡器的设计与电子学中另一个经常引起人们注意的重要概念有关。这个想法是反馈。在这里，我们不仅指的是在运算放大器中提供增益的机制。我们实际上是在谈论正反馈和负反馈在产生不断增长或衰减的振荡中的作用。正如您在上面看到的，维恩桥振荡器的唯一输入是来自电源轨的电源电压。那么是什么导致输出振荡开始呢？

这可以回溯到电子电路设计中总会有一些噪声的事实。如果噪声通过具有增益的正反馈环路传播，则与反馈相反的力会减弱，并且随着信号放大，信号将开始以更快的速度增长。对于具有增益的负反馈环路，在反馈环路上传播的信号将增长，但是信号增长的速率会降低。

这应该说明正反馈环路在维恩桥振荡器中的作用。运算放大器电路中的热噪声会产生输出信号，该信号会沿正反馈环路放大，并最终增长为强信号。这可以通过负反馈环路上的增益来补偿，因此我们具有上面定义的条件。

维恩桥振荡器的输出频率。

正好是正反馈环路中RC支脚相对于同相输入以零相移振荡的频率。结果，运算放大器上的差分输入会抑制振荡器输出的进一步增长，从而产生稳定的正弦波。

Wien桥振荡器的仿真需要考虑以下几点：

确认放大器在线性范围内运行。

输出频率应遵循上面所示的公式。

进入反相和同相输入的电压环路应同相。