单一电压控制的宽范围正弦波振荡器

电源适配器厂家（东莞玖琪）提出了文氏桥振荡器的基础上形成的宽范围正弦波振荡器｡电压的幅值具有固有的稳定性,频率可以大范围调节,控制电压是单一的,电压范围为0~5V,这些使其十分适用于先进的数字控制系统,例如由微控制器的PWM信号进行控制｡文氏桥电路之所以受到持续而广泛的青睐,一部分原因在于它出众的频率稳定性。

为了便于参考,图给出了基本的文氏桥振荡器,图中标出了主要节点和元件名称｡节点和元件名称与图所示的新型压控振荡器(VCO)电路相对应｡在正常运行状态,基本振荡器的电路由Rx和Ry调节,为了实现无畸变的振荡,放大器的增益通过调节RF与RG之比保持在正确的值。

英规电源适配器频率和幅值控制原理

图中文氏桥电路的频率与幅值间的关系按以下方法求得｡设两个电阻Rx和Ry均等于R,两个电容C1和C2均等于C｡电源适配器厂家（东莞玖琪）指出振荡频率为

f-1/(2πRC)

为了实现电源适配器稳定的振荡,正反馈网络的增益必须为1/3,文氏桥电路放大器的增益必须为3,以使总的正环路增益精确等于1,所以R=2Ra｡稳态运行时,A点､C点和D点正弦电压的关系为

A/3=C=D

而且这些电压是同相的｡

图中,运放A1文氏桥放大器的负反馈环路由R1､P1和组成｡根据图中的电阻值,放大器的闭环增益可由P1在3和4｡25间调节,因此增益可以大于3以适应由元件公差和偏置电流造成的电压损失､相移或平衡使电路偏离理想运行状态｡因为运算跨导放大器(OTA)的跨导随着输入电压非线性增加,电路在宽频率范围内具有固有的幅值稳定能力,幅值的变化不超过10%,本例中无需附加电路以实现增益的稳定。

图中,增益是由R和R的比值调节的,为了使增益稳定,常规的方法是R和R｡选用非线性元件,如热敏电阻或镇流电阻器｡另一种调节增益的方法是使用独立的闭环反馈系统,通常用JFET作为可变电阻元件｡两种方法的振荡频率均不能小于某一最小值,因为频率小于这一最小值时,振荡的周期与元件或控制电路的时间常数相比是过大的,从而无法实现幅值的控制。

如果希望利用电子控制进行率扫描,扫描的速率因同样的原因受到限制,必须限制扫描速率,使幅值控制有时间适应工作状态的改变。

然面在图中,因为电路幅值的稳定采用的是一种与时间无关的方法,所以频率的下限和扫描速率不受限制。

电源适配器厂家（东莞玖琪不再详细讨论文氏桥正弦波振药器的理论｡

宽范围正弦波ⅤCO的工作原理

在新型韩规电源适配器电路中,电阻Rx和Ry被压控电阻器(VCR)替换,幅值由电位器P设定因放大器具有固有的可变增益特性,环路增益保持为1｡

图所示的为新型VCO电路｡图4｡5｡1基电源适配器供应商（东莞玖琪）氏桥电路频率控制环的电阻(R和Ry)被运算跨导放大器(OTA)A1和A代替,构成VCR结构｡

图给出了VCR的具体工作原理｡OTA的详细工作原理请参考制造商的应用注释∞)｡注意等效电阻Rx的一端连接至OTA的输出,Rx的电流等于Vx/Rx｡Rx的另一端没有直接引出,连至VCR的输入,但Rx的等效值是由受Vx影响的放大器偏置电流(1AC)设定的｡OTA等效电阻(Rx)的公式为

 R_x=(R+R_A)/g_mR_A

巴西认证电源适配器电路性能当频率从20Hz至20kHz,电容为470pF时,测得总谐波畸变率(THD)小于1%在以上条件下,不改变增益控制P1,幅度稳定性在10%以内｡电容固定时振荡器的动态范围包含约5（1/2）个十倍频程,但需要改变增益以调节幅值｡THD小于1%时,输出的最大幅值约为6VPP｡

为了使畸变小于1%,当C1和C2为47pF时,这种VCO的最大实际频率为300kHz为了提高最大频率,需要增加OTA的差分输入电压使输出电流增大,但这样做会使畸变变得不可接受,因为畸变随着差分电压的增加而越来越严重。

因为幅值与具有固定时间常数的附加稳定电路无关,所以实际上最小频率是不受限制的,最小频率由C1和C2进行设定。