低电压文氏振荡器的设计

2012-01-25樊昕昕

延安大学学报（自然科学版） 2012年3期

樊昕昕

(延安大学网络中心，陕西延安 716000)

低频正弦波振荡器，在电子测量、控制等领域应用极其广泛，采用文氏振荡器实现具有设计简捷、工作稳定、波形好、体积小、频率调节范围宽等一系列优点，但是在低电压单电源供电的情况下，采用运放电路对设计和器件选择等提出了苛刻的要求，如工作在2.8 V单电源供电的文氏振荡器，按一般理论和方法，常仿真出矩型波，设计制作遇到新问题，本文讨论了采用并联二极管稳幅文氏桥振荡器的低电压工作条件下的应用设计问题，给出了设计和器件选择的方法，设计了可工作在2.8 V单电源供电的文氏振荡器，通过实际制作，工作稳定，波形良好，能满足一般应用要求。

1 并联二极管稳幅文氏桥振荡器

图1是并联二极管稳幅文氏桥正弦波振荡器的典型电路，R1C1和R2C2串并联选频电路接成正反馈网络，R3与D1、D2的正向导通电阻的并联，再与Rp和R4的串联，形成电压串联负反馈网络稳幅，当选取C1=C2=C和R1=R2=R，负反馈网络参数选取使电路的增益起振时大于3，起振后稳幅二极管的压控等效电阻作用，使增益等于3，就可输出稳定的正弦波信号，如果把运放看作理想时，正弦波的频率为f0= 12 πRc。

图1 并联二极管稳幅正弦波振

2 低电压供电的问题分析与设计

2.1 运放的要求

在供电电源2.8 V时的图1振荡器，必须选用能在单电源2.8 V工作的运放，如德州仪器的OPA2889系列，可工作在2.8 V。

2.2 稳幅电路

二极管伏安特性如图2，稳幅工作区间的工作点设置在B点，高于D点等效电阻动态不明显，低于E点进入截止区，这时R3起主要作用，由于运放工作在2.8 V，考虑到运放的最大和最小正向输出电压2－1 V，振荡器的输出Vpp为0.8 V，即运放的反向输入端和输出端的电压最大只有0.4 V，考虑到温度稳定性，保守取0.35 V。因此稳幅两端电压最大为0.35 V，因此，二极管必须选用锗管，导通电压在0.2 V，如2AP9，现在不常用，仿真库中大多没有该元件，二极管选择不当，如选硅管仿真的结果不论怎么调参数，都为矩形波，稳幅二极管不工作。

图2 双向二极管伏安特性

2.3 元件参数选取

综上分析，RC的选取主要由工作频率按f0=来定;反向回路稳幅二极管选锗管(也可用两只三极管3AX型的发射结代)，二极管截止时3，并增加Rp调节增益;在图1电路中二极管稳幅电路中增加Rw调节稳幅工作点(调整波形);二极管导通电阻500－5 K，R3在二极管导通电阻为3 K时选为3 K，则R4为470 Ω，Rp可选100 Ω 和 Rw 可选1 K;由于运放正向最小输出电压，即饱和压降比起1 V(参数表给出)小的多，实际可将运放中点电压，设置为1.2 V，温度稳定性好。