幾種正弦波產(chǎn)生電路的比較

陳亮　施智興

摘 要：選擇正弦波產(chǎn)生電路，一般根據(jù)高低頻率要求、穩(wěn)定性要求以及用處要求等等選擇具體電路。本文分別通過實(shí)驗(yàn)淺析三極管分立元件、555時(shí)基模塊和集成運(yùn)放幾種產(chǎn)生正弦波電路，并對(duì)它們做了比較。

關(guān)鍵詞：正弦波；三極管電路；555時(shí)基模塊；集成運(yùn)放

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.168

1 三極管RC移項(xiàng)振蕩器

圖1為分立元件RC移項(xiàng)振蕩器，其原理是由C1把三極管TI的集電極信號(hào)反饋到RC移相電路上，由于該信號(hào)相位與基極進(jìn)來的信號(hào)相位反相（ 180°），信號(hào)經(jīng)過三級(jí)RC移相電路移相（圖1中一級(jí)RC移相約60°），相位被移了2π（ 360°），也就是實(shí)現(xiàn)了正反饋，產(chǎn)生了正弦波。

如圖1元件的參數(shù)產(chǎn)生的正弦波頻率為1KHz左右。以下是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論：（1）當(dāng)電源電壓減小時(shí)，波形幅度減小，頻率變大；當(dāng)電壓小于7V時(shí)，沒波形產(chǎn)生；（2）當(dāng)R1減小時(shí)，波形幅度減小，頻率變大，頻率不穩(wěn)定；（3）當(dāng)R2減小時(shí)，波形幅度減小，頻率變大；（4）當(dāng)R3減小時(shí)，波形幅度增大，頻率變??；（5）當(dāng)R5減小時(shí)，波形幅度減小，頻率變大；（6）當(dāng)C2增大時(shí)，幅度不變，頻率變??；

R2、R4、R5三個(gè)電阻要相同，C1、C2、C3三個(gè)電容值也要相同，否則波形不穩(wěn)定。調(diào)節(jié)R1可以改變正弦波的頻率，同時(shí)也改變波形幅度。此電路分立元件簡單便宜，并且容易起振。但是產(chǎn)生的波形不穩(wěn)定，帶負(fù)載能力差。

2 555時(shí)基模塊波形產(chǎn)生電路

圖2為555時(shí)基模塊的正弦波產(chǎn)生電路。電路原理是：當(dāng)接通電源Vcc時(shí)C2的電壓為0，模塊3腳輸出電位Vo為高電位，此時(shí)VCC經(jīng)R1 、R2和R3對(duì)C2充電，當(dāng)Uc2≥2/3Vcc時(shí)，Vo翻轉(zhuǎn)成為低電位，此時(shí)模塊7腳與1腳接通，并與地接通，C2經(jīng)R3、R2放電，Uc2下降；當(dāng)Uc2下降到≤1/3Vcc時(shí)，Vo又翻轉(zhuǎn)成高電位，此時(shí)模塊7腳與1腳斷開，C2放電停止，Vcc又經(jīng)R1、R2和R3對(duì)C2充電，Uc2又從1/3Vcc上升到2/3Vcc， Vo又從高電位變?yōu)榈碗娢?，周而?fù)始，Vo就是一個(gè)脈沖波形（矩形波）。脈沖寬度TL≈0.7（R1+R2+R3）C，脈沖占空TH≈0.7（R2+R3）C，所以脈沖周期。矩形波經(jīng)積分電路后輸出正弦波。該正弦波信號(hào)弱、雜波多、不穩(wěn)定、帶負(fù)載能力差。調(diào)整R3可改變頻率，改變C3、C5可以調(diào)整波形失真。

3 集成運(yùn)放文氏橋正弦波產(chǎn)生電路

運(yùn)放文氏橋正弦波產(chǎn)生電路如圖3所示。波形由運(yùn)放U1A產(chǎn)生，其有兩個(gè)“橋臂”，R2、R4、R5、R6、D1、D2構(gòu)成負(fù)反饋橋臂，R3、C3并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)和R1、C2串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成正反饋橋臂，正反饋大于負(fù)反饋，電路即產(chǎn)生振蕩，產(chǎn)生正弦波。正弦波頻率為：

該電路產(chǎn)生的正弦波波形失真小，帶負(fù)載能力好，可以作為信號(hào)源。如果±12V改成±5V，該電路也起振，但幅度減??；如果改成單電源，則起振不了。

4 結(jié)束語

通過以上實(shí)驗(yàn)，三種產(chǎn)生正弦波的電路比較如下：（1）RC移項(xiàng)振蕩器對(duì)元件要求不高，容易起振。但不穩(wěn)定，帶負(fù)載能力差。不能作為電子實(shí)驗(yàn)信號(hào)源，但作為學(xué)生的入門練手電路卻是個(gè)較好的選擇。（2）555時(shí)基模塊正弦波產(chǎn)生電路產(chǎn)生的正弦波幅度小、信號(hào)弱、不穩(wěn)定、雜波多、帶負(fù)載能力很差，不能作為電子實(shí)驗(yàn)信號(hào)源。（3）集成運(yùn)放文氏橋正弦波產(chǎn)生電路產(chǎn)生的正弦波穩(wěn)定，可以作為電子實(shí)驗(yàn)信號(hào)源。但是其需要正負(fù)電源，頻率調(diào)節(jié)范圍不大，并且元件選擇或者電路焊接稍微不注意，電路就不起振。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：陳亮（1963-），男，海南海口人，工程師，主要從事電工、模電、數(shù)電、太陽能利用技術(shù)等教學(xué)和職業(yè)教育研究。