單一電壓控制的寬范圍正弦波振蕩器

電源適配器廠家（東莞玖琪）提出了文氏橋振蕩器的基礎上形成的寬范圍正弦波振蕩器?電壓的幅值具有固有的穩定性,頻率可以大范圍調節,控制電壓是單一的,電壓范圍為0~5V,這些使其十分適用于的數字控制系統,例如由微控制器的PWM信號進行控制?文氏橋電路之所以受到持續而廣泛的青睞,一部分原因在于它出眾的頻率穩定性。

為了便于參考,圖給出了基本的文氏橋振蕩器,圖中標出了主要節點和元件名稱?節點和元件名稱與圖所示的新型壓控振蕩器(VCO)電路相對應?在正常運行狀態,基本振蕩器的電路由Rx和Ry調節,為了實現無畸變的振蕩,放大器的增益通過調節RF與RG之比保持在正確的值。

英規電源適配器頻率和幅值控制原理

圖中文氏橋電路的頻率與幅值間的關系按以下方法求得?設兩個電阻Rx和Ry均等于R,兩個電容C1和C2均等于C?電源適配器廠家（東莞玖琪）指出振蕩頻率為

f-1/(2πRC)

為了實現電源適配器穩定的振蕩,正反饋網絡的增益必須為1/3,文氏橋電路放大器的增益必須為3,以使總的正環路增益精確等于1,所以R=2Ra?穩態運行時,A點?C點和D點正弦電壓的關系為

A/3=C=D

而且這些電壓是同相的?

圖中,運放A1文氏橋放大器的負反饋環路由R1?P1和組成?根據圖中的電阻值,放大器的閉環增益可由P1在3和4?25間調節,因此增益可以大于3以適應由元件公差和偏置電流造成的電壓損失?相移或平衡使電路偏離理想運行狀態?因為運算跨導放大器(OTA)的跨導隨著輸入電壓非線性增加,電路在寬頻率范圍內具有固有的幅值穩定能力,幅值的變化不超過10%,本例中無需附加電路以實現增益的穩定。

圖中,增益是由R和R的比值調節的,為了使增益穩定,常規的方法是R和R?選用非線性元件,如熱敏電阻或鎮流電阻器?另一種調節增益的方法是使用獨立的閉環反饋系統,通常用JFET作為可變電阻元件?兩種方法的振蕩頻率均不能小于某一較小值,因為頻率小于這一較小值時,振蕩的周期與元件或控制電路的時間常數相比是過大的,從而無法實現幅值的控制。

如果希望利用電子控制進行率掃描,掃描的速率因同樣的原因受到限制,必須限制掃描速率,使幅值控制有時間適應工作狀態的改變。

然面在圖中,因為電路幅值的穩定采用的是一種與時間無關的方法,所以頻率的下限和掃描速率不受限制。

電源適配器廠家（東莞玖琪不再詳細討論文氏橋正弦波振藥器的理論?

寬范圍正弦波ⅤCO的工作原理

在新型韓規電源適配器電路中,電阻Rx和Ry被壓控電阻器(VCR)替換,幅值由電位器P設定因放大器具有固有的可變增益特性,環路增益保持為1?

圖所示的為新型VCO電路?圖4?5?1基電源適配器供應商（東莞玖琪）氏橋電路頻率控制環的電阻(R和Ry)被運算跨導放大器(OTA)A1和A代替,構成VCR結構?

圖給出了VCR的具體工作原理?OTA的詳細工作原理請參考制造商的應用注釋∞)?注意等效電阻Rx的一端連接至OTA的輸出,Rx的電流等于Vx/Rx?Rx的另一端沒有直接引出,連至VCR的輸入,但Rx的等效值是由受Vx影響的放大器偏置電流(1AC)設定的?OTA等效電阻(Rx)的公式為

 R_x=(R+R_A)/g_mR_A

巴西認證電源適配器電路性能當頻率從20Hz至20kHz,電容為470pF時,測得總諧波畸變率(THD)小于1%在以上條件下,不改變增益控制P1,幅度穩定性在10%以內?電容固定時振蕩器的動態范圍包含約5（1/2）個十倍頻程,但需要改變增益以調節幅值?THD小于1%時,輸出的較大幅值約為6VPP?

為了使畸變小于1%,當C1和C2為47pF時,這種VCO的較大實際頻率為300kHz為了提高較大頻率,需要增加OTA的差分輸入電壓使輸出電流增大,但這樣做會使畸變變得不可接受,因為畸變隨著差分電壓的增加而越來越嚴重。

因為幅值與具有固定時間常數的附加穩定電路無關,所以實際上較小頻率是不受限制的,較小頻率由C1和C2進行設定。