低失真、狀態(tài)變量式2相振蕩電路及工作原理分析

電路的功能

用于音響設(shè)備的放大器在進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)需要低失真率信號(hào)源。近來(lái)，用于音響電路的低失真率OP放大器的產(chǎn)品很多。振蕩器有失真，測(cè)量就受到限制。狀態(tài)變量電路用途有源濾波器的基本組成部分，如加正反饋，便可成為振蕩器。

積分器由2級(jí)反相放大器組成，積分器本身產(chǎn)生的高頻失真每級(jí)平均衰減6DB/OCT，這種電路運(yùn)用于低失真振蕩電路，積分器的輸入、輸出間相位差為90度，可獲得2相振蕩輸出。

電路工作原理

如果沒(méi)有正反饋，OP放大器A1只起到反相放大器的作用，積分器A2和A3各有90度的相移，整個(gè)電路便會(huì)產(chǎn)生360度的相位滯后，環(huán)路放大倍數(shù)大于1時(shí)，電路產(chǎn)生振蕩，振蕩頻率為FO=1/πCO.RO。為了使振蕩穩(wěn)定，將R5與J-FET的漏極-源極電阻TDS串聯(lián)。

可直接產(chǎn)生正弦波的CR振蕩電路需要振幅穩(wěn)定電路，它是振蕩電路的重要組成部分。在OP放大器A1的同相輸入端接上由A2輸出的并進(jìn)行分壓的反饋電壓以控制增益，當(dāng)輸出增大時(shí)被分壓的電壓增大振蕩輸出振幅就會(huì)下降。

二極管D1、D2是全波整流電路、對(duì)振蕩輸出電平進(jìn)行檢測(cè)，齊納二極管D4產(chǎn)生-5V基準(zhǔn)電壓，串聯(lián)的地極管D3用來(lái)抵消D1、D2正向壓降的溫度系數(shù)。如果沒(méi)有DS，環(huán)境溫度上升時(shí)，振蕩電平就會(huì)下降。

OP放大器A4進(jìn)行比較、誤差放大和積分。為了使AGC環(huán)路穩(wěn)定，渡過(guò)電阻R9、R10的平均電流和從R11流出的直流電流必須相等。因?yàn)閺腞11流過(guò)的電流是恒定的，所以一旦振蕩輸出電平下降，A4就會(huì)積分負(fù)的電流，使TR1的門(mén)限電壓接近零電位，正反饋量增加，使輸出電平上升。

A4反饋電路中的電容器C1是積分電容器，它決定AGC環(huán)路的響應(yīng)速度，齊納二極管D5防止積分器飽和，電壓范圍為+0.6V~-5V，積分器是一次滯后元件，所以使環(huán)路穩(wěn)定需要較長(zhǎng)的時(shí)間，R4是為縮短穩(wěn)定時(shí)間而加的超前補(bǔ)償電阻。如果電阻值太大，就不能去除整流電路中產(chǎn)生的脈動(dòng)，而且失真率真會(huì)增加。

元件的使用

OP放大器A1~A3因與失真率有關(guān)，須選用低失真產(chǎn)品。振蕩頻率穩(wěn)定度取決于電容器CO的溫度系數(shù)，如果使用苯乙烯電容，可獲得+150PPM/℃的穩(wěn)定度。D1~D2熱平衡后，振幅穩(wěn)定度取決于齊納電壓的穩(wěn)定度。如要求穩(wěn)定度高，可用IC產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。