文氏桥振荡电路常用频率的电阻电容取值

文章讲述了作者搭建文氏桥电路的实际操作过程,使用TL084运放,通过反馈和电容电阻调整振荡频率。实测与仿真略有误差,提示在搭建时注意元件选择和连接问题,推荐使用独石电容以减小容差。

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      因为最近正好要用到这个取值,所以稍微测了一下,顺便记录一下。

先上结果

其实很多都可以自己试出来的,我用104纯属偷懒()

文氏桥的公式是准的。

实际肯定跟仿真有区别!!!修正我后面会说

   

电路如图所示

       运放用的是TL084

       R1 R5 为反馈调节,取值看自己需要和文氏桥原理,R5我用的可调电阻,方便上电细调波形防止削峰或者不起振。(十分有用)当然也可以加二极管进行电压钳位,都行。(起振就好

       R2 R4 C1 C2 是确定振荡频率的部分,频率为

       根据这个电路,我们在面包板上搭建一个实物

       使用示波器测量它的波形和频率

       可以看到,我们仿真的结果是1.57kHz,实际搭建后测量为1.61kHz,误差较小,属于合理误差范围,可能是电容电阻的容差导致的。

       但是如果想获得一个准确的频率,也不是很难。可以用两个在范围内的可调电阻,接入后进行调节,获得准确的频率(可以看到我面包板上也是用了一个)。

       如果频率飘的特别厉害,首先检查下电路连接有没有问题;其次是元件选择有没有拿错。

       还有,有些电容的偏差值很大

这两104一个78一个76,接上去频率不飘就有鬼了 

所以如果要做实物的话,还是用独石电容吧,这些容差友好很多

好啦这就是这里应该写的东西啦,溜()

希望有所帮助,Ciallo~(∠・ω< )⌒★

### 文氏电桥振荡电路频率计算方法 文氏电桥振荡电路是一种常见的正弦波振荡器,其核心是由RC串并联网络组成的正反馈路径。该电路的振荡条件可以通过巴克豪森准则来描述:环路增益 \( A \beta = 1 \),其中 \( A \) 是放大器的开环增益,\( \beta \) 是反馈因子。 #### 频率公式的推导过程 文氏电桥的核心部分由两个阻抗元件 \( Z_1 \) 和 \( Z_2 \) 组成,它们分别是串联和并联的 RC 网络。假设 \( Z_1 = R_1 + jX_C \) 表示串联支路,而 \( Z_2 = R_2 || (jX_L) \) 表示并联支路,则可以写出总传输函数: \[ H(j\omega) = \frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{\frac{1}{j\omega C}||R_2}{R_1+\frac{1}{j\omega C}} \] 进一步简化得到: \[ H(j\omega) = \frac{\frac{1}{j\omega C} \cdot R_2 / (\frac{1}{j\omega C} + R_2)}{R_1 + \frac{1}{j\omega C}} = \frac{R_2/(1+j\omega R_2C)}{R_1(1+j\omega R_1C)} \] 为了使电路能够稳定振荡,必须满足相位平衡条件,即总的相移为零。这意味着在特定频率下,传递函数的实部应为主导项,虚部消失。经过化简可得: \[ \omega_c^2 = \frac{1}{R_1R_2C_1C_2} \] 最终得出振荡频率公式为: \[ f_o = \frac{1}{2\pi\sqrt{R_1R_2C_1C_2}}[^3] \] 当 \( R_1 = R_2 = R \), \( C_1 = C_2 = C \) 的情况下,上述公式可以进一步简化为: \[ f_o = \frac{1}{2\pi RC}[^4] \] 此公式表明,文氏电桥振荡电路频率仅取决于电阻电容参数的选择。 ```python import math def calculate_wien_bridge_frequency(R, C): """ 计算文氏电桥振荡电路频率 参数: R: 电阻值(欧姆) C: 电容值(法拉) 返回: fo: 振荡频率(赫兹) """ fo = 1 / (2 * math.pi * R * C) return fo # 示例计算 R_value = 10e3 # 10 kΩ C_value = 10e-9 # 10 nF frequency = calculate_wien_bridge_frequency(R_value, C_value) print(f"振荡频率: {frequency:.2f} Hz") ``` #### 输出结果解释 以上代码展示了如何基于给定的电阻电容值计算文氏电桥振荡电路频率。例如,在 \( R = 10k\Omega \) 和 \( C = 10nF \) 条件下,程序会输出大约 \( f_o = 159.15Hz \)。 ---
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