RC 桥式正弦波振荡电路

如图所示RC串并联网络接在运放的输出端和同相输入端之间，构成正反馈。R1和RP接在运放的输出端和反向输入端之间，构成负反馈。这种电路也称为文氏电桥电路。 其中下反馈是振荡的必要条件之一，负反馈是用来限制输出电压的。

1. 先看“桥”——文氏桥（Wien Bridge）

由 R1-C1 串联支路 和 R2-C2 并联支路 构成一个“桥”：

R1-C1 串联：像一条“上坡+减速带”的通道，频率越高，电容 C1 越短路，信号越难通过。

R2-C2 并联：像一条“下坡+分流”的通道，频率越高，电容 C2 越短路，信号越被旁路到地。

当信号频率满足：

这里（ R1=R2=10 kΩ，C1=C2=0.1 µF，算得 f₀ ≈ 159 Hz）时，这两条路对信号的“衰减”恰好是 1/3，而且相移为 0°，桥就“平衡”了。

2. 再看“环路”——放大器 + 反馈

LM741 运放 接成 同相放大器，提供增益。

2 kΩ（R3） 和 20 kΩ（R4，图上 20 k） 组成负反馈，决定放大倍数。

3. “起振”与“稳幅”

起振条件：环路总增益 ≥ 1

文氏桥在 f₀ 处衰减 1/3，因此只要放大器增益 ≥ 3 就能起振。

这里 A_v = 11，远大于 3，电路一上电就会“嗡”地开始振荡。

稳幅问题：如果没有稳幅措施，增益过大，波形会削顶失真。实际电路里会在 20 kΩ 或 2 kΩ 处并联/串联热敏电阻、二极管或 JFET 做 自动增益控制（AGC），让增益随幅度增大而降低，保持纯正弦。

4. “交通比喻”总结

文氏桥 像一座“频率安检门”，只有 159 Hz 的车辆能 0° 相位、1/3 幅度通过。

LM741 放大器 像一辆“带助推的环线巴士”，把每辆 159 Hz 的车放大 11 倍后重新送回入口。

当“安检门”+“环线巴士”形成闭环，且环线巴士每次补给的能量 ≥ 安检门损耗，车流就会无限循环，形成 持续的正弦波车流——即稳定的正弦波振荡。

应用曲线

（图片来自数据手册）

图  中的波形显示了 LM741 同相放大器电路的输入与输出信号。蓝色波形（上方）为输入信号，红色波形（下方）为输出信号。输入信号峰-峰值为 1.06 V，输出信号峰-峰值为 1.94 V。使用 4.7 kΩ 电阻时，系统的理论增益为 2。考虑到 5% 的电阻容差，计入容差后的系统增益为 1.992。而根据示波器测得的平均幅值计算，实际测得的系统增益为 1.83。