相移振荡器

定义:相移振荡器是振子在输出处产生稳定的正弦信号。基本上，电路有一个像晶体管或运算放大器的放大器单元，以及一个由电阻和电容组成的反馈网络。因此，也被称为RC相移振荡器。

RC网络在反馈路径上呈梯形连接，因此也称为阶梯RC相移振荡器。我们知道对于RC电路;输出电压引导正弦波形的输入。

然而，输出与输入的相位角依赖于R和C分量的值。

我们知道有持续振荡,

1. 振荡器的环路增益必须等于1。
2. 并且电路引入的相移必须等于0或360⁰。

放大电路产生180⁰个相移。因此，为了实现持续振荡，在RC相移振荡器中，反馈路径也必须提供180⁰的相移。因此，获得的总体相移可以是0⁰或360⁰。

同时，通过调谐放大器和反馈电路的增益，可以实现回路增益等于1。

我们先来理解振荡器是如何产生相移的。

RC反馈网络

下图表示一个RC移相反馈网络，有一个电阻和电容:

正如我们已经讨论过的，在这种情况下，输出导通输入，因此，也被称为相位导通电路。

由上述电路可知，该电路的传递函数为

我们知道,X_C= 1 /ωC

因此，相移的表达式为

因此，通过观察上面的表达式，我们可以清楚地说，相移取决于R和C的值。

对于一个很小的X值_Cφ将等于0⁰。但当R很小或为0时，它会引起X_C在这种情况下，φ将是90⁰。

因此，从上面的讨论可以清楚地看出，反馈电路提供了0到90⁰的相移。

但是，正如我们已经讨论过的，我们需要一个反馈网络，能够在相移振荡器中提供180⁰个相移。因此，电路中的R值必须尽可能低，更确切地说，是0。

假设我们形成了两个RC阶段的级联连接，每个阶段提供90⁰个相移。因此，总的来说我们可以有180⁰的相移。但在这种情况下，如果R的值为0，那么电路的增益也将为0。

因此，实际上，仅仅使用两级相移振荡器是不可能产生180⁰个相移的。因此，为了实现180⁰的相移，我们使用3个RC阶段，每个阶段分别提供60⁰。

下图代表了3个RC阶段的反馈网络:

正如我们已经讨论过的那样，要使整个回路的相移达到360⁰，反馈电路必须提供180⁰。而且在3个RC阶段的情况下，每个阶段必须提供60⁰的相移。

这里要注意的是，每一级的电阻和电容的值必须是相同的。使反馈电路的每个部分在特定的频率上产生所需的相移。

运放相移振荡器

下图为RC移相振荡器的电路:

正如我们所看到的，反相放大器的输出被应用到反馈网络。这个信号被反馈到放大器，进一步驱动它。这样我们就可以实现绕环360⁰的总相移。因此，实现了正反馈的条件，从而使电路起到了振荡器的作用。

振荡频率的表达式为

: N为阶段总数

因此，在3个阶段，振荡的频率将是

现在让我们进一步推导由RC移相网络提供的衰减表达式。

看看下面的图:

在这里,V_一个和V_b电压是在两个节点，而I₀,我₁和我₂表示流过3个电容的电流。

在节点V_b,

总电压将等于输出电压的总和Vo和下降通过电容。因此我们有

自

因此

因此,

在应用氯化钾,

此外,

我们得到

现在正在Va申请KCL

现在,

把虚部等号，我们得到

因此，通过置换和进一步求解，我们会得到

所以,

我们得到实部

因此

因此，我们可以说网络提供的衰减是-1/29。这里，负号表示存在180⁰的相移。通常在RC移相振荡器中，R保持不变，只有C保持不变，以达到期望的振荡频率。

这都是关于RC相移振荡器的。