音頻信號(正弦波)發(fā)生器電路
出處:維庫電子市場網(wǎng) 發(fā)布于:2023-02-03 15:50:05 | 494 次閱讀
因此,對于 1kHz,將 1000 放入公式中代替 Fo,為 R 選擇一個合理的值 - 讓我們選擇 100K。將公式換成 C= 1/(2 x PI x 1000 x 100,000),C 的計算結果為 1.59nF:這對于電容器來說不是一個特別合理的值,但如果我們增加電容器,我們需要減小電阻器反之亦然,所以我們現(xiàn)在可以選擇一個合理的電容器:4n7 怎么樣?
將 4n7 代入公式并重新排列得到 R=1/(2 x PI x 1000 x 4.7 x 10-9)。我們得到 33.9K 的電阻。此時您需要決定您想要 1kHz 的準確度。大多數(shù)文氏電橋電路往往是可變頻率的,因此我們只需校準比例即可!
因為 Wien 電路將輸入衰減了 3 倍,所以我們需要放大器中的增益為 3 才能使其振蕩。這就是我們選擇 2Rx/Rx 負反饋的原因。
有一個小問題:如果反饋電阻定義的增益略小于 3,則電路不會振蕩。如果增益略大于 3,電路將振蕩,振幅將僅由 IC 的輸出觸及電源軌和削波決定——而不是正弦波形。那么我們如何將增益保持在正確的水平以維持正弦波呢?我們需要的是一些電阻與信號電平成正比的元件:如果電平增加,電阻也會增加,從而降低增益。同樣,如果輸出下降,增益將增加,從而保持穩(wěn)定性。幸運的是,有幾種方法可以做到這一點。
實用的維恩振蕩器
你看,燈泡變熱,電線的電阻隨著變熱而上升。燈泡燈絲變得非常熱,因此它的電阻會發(fā)生很大變化(通常熱電阻可以是冷電阻的 10 倍)并且電壓越高,電阻越大,所以這就是我們需要的穩(wěn)定元件!相當簡單的電路,將提供約 1.5v rms 的輸出,失真約為 0.3%。性能不佳但肯定有用——而且電路如此簡單。當然你可以使用運算放大器來做到這一點——只要它能提供足夠的電流來驅動燈泡。但是2個三極管的電路其實更簡單。
一種低失真音頻信號發(fā)生器
下一個電路(上圖)是維恩電路的更好實現(xiàn):它以正常方式在正反饋路徑中使用維恩電路,并使用負反饋來保持穩(wěn)定性。標記為 Th1 的設備是玻璃珠型熱敏電阻:其中一些熱敏電阻由真空玻璃外殼中的珠組成,它們專門設計用于此類電路中的振幅穩(wěn)定。如有必要,可以更改 100R 以適應各種熱敏電阻(并調整幅度)。
6 個晶體管電路實際上是一個運算放大器,您沒有理由不能簡單地使用運算放大器。該電路早于運算放大器,但原理沒有改變。
雙聯(lián)動 100K(對數(shù))電位器用于改變頻率,2 極 6 路(旋轉)開關用于切換頻段。對于顯示的值,每個波段的末端都有有用的重疊。電位器設置在 16K 左右時,10n 給出 1kHz,因此顯示值的“中心”頻率為 100hZ、300Hz、1kh、3kHz、10kHz 和 30kHz。
您可以使用另一個電容器 (1?) 來增加底部的范圍,但建立時間會很長。同樣,您可以使用 (100pf) 在頂部添加另一個范圍,但波形不會很好:高頻端受到 270pF 電容器的限制,該電容器存在以確保穩(wěn)定性:具有良好的布局和現(xiàn)代晶體管,您可以減少這個電容器顯著提高高頻性能。
如果構建得當,這樣的電路可以提供極低的失真。失真水平將取決于所用運算放大器的增益和熱敏電阻的性能,尤其是在低頻時。對于音頻測試目的,低嗡嗡聲和噪音也很重要,因此低噪音組件和良好的電源是必不可少的。
雙 T 網(wǎng)絡
下一個電路不使用 Wien 網(wǎng)絡,而是使用稱為雙 T 網(wǎng)絡的電路,所以我將首先介紹網(wǎng)絡。“標準”雙 T 如下圖所示。
與 Wien 一樣,電路中存在導致公式簡化的關系 - T 的臂應該具有相等的值,并且腳中的電容器應該是臂的兩倍大。腳的電阻應該是手臂的一半。使用這些比率,Twin T 是一個陷波濾波器,它通過除中心頻率處的陷波之外的所有內容,如公式中所示。請注意,此公式與 Wien 相同,但顯示形式略有不同。所以 - 現(xiàn)在
實用的雙 T 振蕩器
也許首先讓您印象深刻的事情(如果您之前遇到過 twin-T)是 twin-T 的輸入(來自燈泡)實際上被饋送到網(wǎng)絡的底部并且輸出是(正如您所期望的那樣) )從一個臂(進入晶體管的基極)但另一臂接地?,F(xiàn)在等一下:射極跟隨器沒有電壓增益,你肯定被告知 RC 振蕩器必須有電壓增益?好吧,這個可以工作并且沒有電壓增益(當然它確實有電流增益)。
第一次接觸這個電路,有點納悶。然后我在腦海中“重新繪制”了電路。想象一下用示波器觀察它,示波器的接地點位于燈泡底部。現(xiàn)在(對于交流信號)0v 線連接到晶體管的集電極。因此,T 的一個臂從收集器饋送,另一臂饋送底座,而腳則通向新地球。該電路實際上是一個標準的 Twin T,但電源異常饋電使事情變得混亂。如果您“重新設計”它們,很多不尋常的電路看起來會更好。
一位記者指出
該電路實際上確實具有電壓增益。如果僅分析電阻電容雙 T 網(wǎng)絡(加上 1 nF 到 12v 電源),輸入取自燈泡底部,輸出取自第一個射極跟隨器的基極,則增益為1.08845 在 135.548 Hz 的頻率下,這是通過網(wǎng)絡的相移為零的頻率。
請參閱“增益大于單位的無源 RC 網(wǎng)絡的綜合”,IRE 會議記錄,1951 年 7 月,第 833 頁。
門控 RC 移相振蕩器
最后一個電路是一個更簡單的 RC 相移振蕩器,但這是一個不同之處:它是門控的,即它可以由輸入信號打開。將輸入接地,振蕩器停止,將其連接到 5v,振蕩器啟動。振蕩器將始終以相同的方式啟動,具有上升沿
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