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深圳市瑞申電子有限公司

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維氏電橋振蕩器原理分析

時間:2015-04-12 17:37:09 點擊:

1940年,William Hewlett和David Packard兩人將他們在車庫中制作的一種產品投放市場,這種產品就是維氏電橋(Wien-Bridge)振蕩器。它由一個單極點高通濾波器與一個單極點低通濾波串聯而成。為了保持增益恒定不變,該差模電感振蕩器電路采用一只白熾燈作指示燈來塑封電感器提供AGC(自動增益控制)。正如所有的白熾燈那樣,這種指示燈具有非線性的一體電感器電阻值。當你給這一振蕩器電路通電時,冷白熾燈的電阻很小,從而產生很高的增益。隨著增益的增大,溫度不斷升高的白熾燈的電阻也隨之增大。因此,白熾燈具有AGC功能。這種振蕩器電路一直使用了60多年,現在仍然在使用中。維氏電橋振蕩器存在的唯一問題就是,增益小于1時,它不工作。我在一家電話公司供職時,不得不開發一種固定電感器20Hz高壓正弦波振鈴信號電路。這一電路必須在20~200Vp-p范圍內可調。其中最困難的工作就是必須把振蕩器的增益調到低于1的某一值。

基本的振蕩器必須具有稍大于1的增益才能使正反饋網絡振蕩。它還需要一個AGC回路,用以控制這種大于1的增益。所以,我在振蕩器附近增加了第三個回路,并稱之為電壓控制的穩壓輸出反饋電路。最終的成果(圖1)是一種簡單的推挽電路。只要在另一個反饋回路上增加一只齊納二極管D1,即使把增益調節到低于1的某一值,也能保持振幅不變。5.2V齊納二極繞行電感器管能夠維持該增益不變。其結果是,當增益下降到低于1時,振幅試圖降低,但卻降不下來,這是因為齊納二極管電壓將它向上拉高。IC2是LT1056AN型放大器,用作兩只發光二極管(LED)的驅動器。兩只發光二極管以振蕩器的頻率交替地發光和熄滅。IC1是LT1012A型放大器,其偏移電壓非常小。IC3是TI/BurrBrown公司生產的一種高壓放大器,它能產生20~200V的輸出電壓。最終的成果--一大技術突破--是一種可以把增益調到低于1的維氏電橋正弦波振蕩器,該電路仍能保持其AGC功能。


  圖1 據稱,這一維氏電橋振蕩器是能在增益低于1時工作的第一個振蕩器。

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