各级RC晶体振荡器使用放大器和RC网络的组合来产生振荡

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浏览：- 发布日期：2018-06-02 10:10:38【大中小】

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RC振荡器电路,由于各级之间的相移,RC石英晶体振荡器使用放大器和RC网络的组合来产生振荡.在放大器教程中,我们看到,单级晶体管放大器在A类型配置下连接时,其输出和输入信号之间会产生180°的相移.

为了使振荡器无限期地维持振荡,必须提供正确相位的充分反馈,即“正反馈”,以及所使用的石英晶体管放大器作为反相级来实现这一点.

在一个RC石英晶体振荡器电路的输入偏移180ò通过放大器级和180ò再次通过第二反相级.给予我们“180ò+180ò=360ò相移”,其是有效的一样0ò从而给我们所需的正面反馈.换句话说,反馈回路的相移应该是“0”.

例如,在电阻电容式振荡器,普通有源晶振或简单的RC石英晶体振荡器中,我们利用这样的事实：例如,通过在反馈支路中使用RC元件,RC网络的输入与同一网络的输出之间发生相移.

RC相移网络

左侧的电路示出了单个电阻器-电容器网络,其输出电压由一些角度小于90“导致”输入电压ò.一个理想的单极RC电路将产生精确的90的相移ò,并且因为180ò相移的需要石英晶振振荡,至少两个单磁极必须在使用RC石英晶体振荡器的设计.

然而在现实中却难以得到精确的90ò相移,以便使用多个阶段.电路中的实际相移量取决于电阻和电容的值,所选择的相位角（Φ）的振荡频率为：

Rc相移方程

其中：XC是电容的电容电抗,R是电阻的电阻,f是频率.

在我们的上述简单例子中,值[R和C已经选择,使得在所要求的晶振频率的输出电压以大约60°的角度导致输入电压ò.然后每个连续RC部分的增加之间的相位角通过另一60ò给输入和180的输出之间的相位差ò（3×60ò如由以下矢量图）

RC石英晶体振荡器矢量图

然后通过将三个这样的RC网络串联在一起,我们可以在选定的频率下在180°的电路中产生总相移,这形成了“相移振荡器”的基础,否则称为RC晶体振荡器电路.

我们知道,在使用双极石英晶体管或运算放大器的放大器电路中,它的输入和输出之间会产生180°的相移.如果在放大器的该输入端和输出端之间连接三级RC相移网络,则再生反馈所需的总相移将变为3×60°+180° =360°,如图所示.

基本的rc反馈电路

三个RC级级联在一起,以获得稳定石英晶体振荡器频率所需的斜率.反馈回路的相移是-180ò当每个阶段的相移为-60ò.当ω=2πƒ=1.732/RC为（tan60o=1.732）时会发生这种情况.

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