文氏電橋振蕩電路

文氏電橋滿足放大器增益條件使得電路自激來產(chǎn)生需要頻率的電路，是一種無需外加激勵而能產(chǎn)生1Hz～1MHz范圍內(nèi)的正弦波電路。

01

起振條件：

總增益＞1；

幅度平衡條件：總增益=1；A是倍數(shù)增益，反饋的是B倍。也就是αxβ=1；

相位平衡條件：核心思想就是輸入輸出沒有相位差，放大電路的移相+反饋網(wǎng)絡(luò)的移相=2πn(n=0，1，…)。

02

文氏電橋基本電路如下圖所示：放大器的虛短虛斷的原理，所以可以把該電路看作一個電橋。

放大的信號到底從何而來?

初始時，電路中僅存在微弱的頻譜分布很廣的雜波信號其中也包括f=1/(2πＲC)這樣一個頻率成分，R1=R2，C1=C2。由于放大倍數(shù)較小，此時電路尚未滿足自激振蕩的條件。

微弱信號經(jīng)運算放大器放大后，通過Ｒ1、Ｒ2、C1和C2組成的正反饋選頻網(wǎng)絡(luò)，使得輸出信號的幅度越來越大，即振蕩產(chǎn)生。R1和C1組成高通濾波器，R2和C2組成低通濾波器，這樣組成帶通網(wǎng)絡(luò)，選出目標(biāo)頻帶信號。

03

觀察到正弦信號并非是從一開始就輸出，而是經(jīng)歷了一個從無到有，從小到大的漸變過程。Uo與Ui的幅值之比為3。公式里的VF是Vi。根據(jù)阻抗串并聯(lián)公式計算阻抗，電容的阻抗計算公式為1/jwc。

當(dāng)f＝f0時，傳輸系數(shù)最大，且相移為0，即Fmax＝1／3，φF＝0。RC混聯(lián)網(wǎng)絡(luò)具有選頻特性。對頻率f0而言，為了滿足振幅平衡條件αxβ=1，要求放大器α＝3。為滿足相位平衡條件φA＋φF＝2nπ，要求電路為同相放大器。

穩(wěn)幅：利用圖中兩個反向并聯(lián)的二極管D1、D2，其正向電阻的非線性特性實現(xiàn)。當(dāng)輸出信號較小時，二極管截止；隨著振蕩信號振幅的不斷增大，二極管在交替出現(xiàn)的輸出波形峰值處導(dǎo)通。為了保證輸出波形正負(fù)半周對稱，D1、D2需采用特性匹配的硅管(溫度穩(wěn)定性好)。

文氏電橋振蕩器在滿足振蕩條件時輸出就一定是正弦波嗎?

若繼續(xù)增大Ｒp，由于放大倍數(shù)過大，則造成輸出波形失真，如下圖所示。因此一定要調(diào)整好電路參數(shù)。

工作經(jīng)驗：

射頻板設(shè)計過程中的小知識：原理圖，某些端口處應(yīng)當(dāng)加π衰，提高電路的穩(wěn)定性和可靠性，減小波在線路中的折反射。

電源模塊+去耦電容。

一般來說芯片沒用的NC端口可以接地，部分網(wǎng)上資料也談到不用的NC端口接地更好。但部分芯片他的NC接口是不能接地的，接地會影響芯片性能。

PCB：射頻信號打一排地孔，在一定程度可以防止信號輻射出去也可以防止其他信號耦合進(jìn)來，可以理解為形成類似同軸線纜傳輸。

射頻部分盡量布在正面，電源及控制走中間層或底層。電源模塊最好設(shè)計一個過電壓保護(hù)，防止電壓接返等誤操作導(dǎo)致LOD等損壞。

射頻地和電源地最好分開。

射頻器件最好放正面，正面實在放不下可以將不怎么調(diào)、換的器件放背面，不然像調(diào)試的π衰等器件放背面后期根本調(diào)不了。