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运算放大器设计及应用 -- 电子工程师必备手册（下） 电子工程专辑—为亚洲及中国的电子工程师社群提供及分析必威体育精装版工业和科技趋势 运算放大器设计与应用— 电子工程师必备手册(下) 目录： 一、 运算放大器设计应用经典问答集粹 二、 四类运算放大器的技术发展趋势及其应用热点 电子工程专辑—为亚洲及中国的电子工程师社群提供及分析必威体育精装版工业和科技趋势 运算放大器设计与应用— 电子工程师必备手册(下) 一、 运算放大器设计应用经典问答集粹 1. 用运算放大器做正弦波振荡有哪些经典电路 问： 用运算放大器做正弦波振荡器在学校时老师就教过，应该是一个常用的电路。现在我做了几款，实际效果都 不理想。哪位做过，可否透露些经验或成功的电路？ 答： (1) 用以下方法改进波形质量： 选用高品质的电容；对运放的电源进行去耦设计；对震荡器的输出信号进行滤波处理。 (2) 我曾经在铃流源电路中用到一种带有 AGC 电路的文氏电桥振荡器，用来产生25Hz 的正弦波，如图所示。 图中使用二极管限幅代替非线性反馈元件，二极管通过对输出电压形成一个软限幅来降低失真。文氏电桥或 低失真的特性要求有个辅助电路来调节增益，辅助电路包括从在反馈环路内插入的一个非线性元件，到由外 部元件构成的自动增益控制（AGC ）回路。通过 D1 对正弦波的负半周取样，且所取样存于 C1 中，选择 R1 和 R2 ，必须使 Q1 的偏置定在中心处，使得输出电压为期望值时，（RG+RQ1 ）=RF/2 。当输出电压升高时， Q1 增大电阻，从而使增益降低。在上图所示的振荡器中，给运算放大器的正输入端施加 0.833V 电源，使输 出的静态电压处在中心位置处（Vcc/2=2.5V ），这里Q1 多数用的是小信号的 MOSFET 2N7000 （N 沟道，60V， 7.5 欧），D1 则选用 1N4148。以上供你参考。 (3) 为克服RC 移相振荡器的缺点，常采用 RC 串并联电路作为选频反馈网络的正弦振荡电路，也称为文氏电桥振 荡电路，如图 Z0820 所示。它由两级共射电路构成的同相放大器和 RC 串并联反馈网络组成。由于φA= 0 ，这 就要求 RC 串并联反馈网络对某一频率的相移 φF ＝2nπ，才能满足振荡的相位平衡条件。下面分析 RC 串并 联网络的选频特性，再介绍其它有关元件的作用。 图 Z0820 中 RC 串并联网络在低、高频时的等效电路如图 Z0821 所示。这是因为在频率比较低的情况下， （1/ωC）R ，而频率较高的情况下，则（1/ωC）R ，前者等效于一节超前型移相电路，后者等效于一节滞后 型移相电路。显然频率从低到高连续变化，相移从+90°到-90°连续变化，其中必存在一个中间频率f 0，使RC 串并联网络的相移为零。于是满足相位平衡条件。对此，可进一步作定量分析，由图Z0821 （a）得： 电子工程专辑—为亚洲及中国的电子工程师社群提供及分析必威体育精装版工业和科技趋势 运算放大器设计与应用— 电子工程师必备手册(下) 为调节频率方便，通常取R 1 = R2 = R ，C1 = C2 = C，如果令ω0 ＝1/ RC ，则上式简化为： 可见，RC 串并联反馈网络的反馈系数是频率的函数。由式 GS0821 可画出的幅频和相频特性，如图 Z0822 所示。由图可以看出： 当 时， 的模最大，且| | = 1/3 ，φF ＝0；当f 大于f 0 时，| |都减小，且 φF≠0 。 这就表明 RC 串并联网络具有选频特性。因此图Z0820 电路满足振荡的相位平衡条件。如果同时满足振荡的 幅度平衡条件，就可产生自激振荡。振荡频率为： 一般两级阻容耦合放大器的电压增益Au 远大于 3，如果利用晶体管的非线性兼作稳幅环节，放大器件的工作 电子工程专辑—为亚洲及中国的电子工程师社群提供及分析必威体育精装版工业和科技趋势