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各級(jí)RC晶體振蕩器使用放大器和RC網(wǎng)絡(luò)的組合來產(chǎn)生振蕩
RC振蕩器電路,由于各級(jí)之間的相移,RC石英晶體振蕩器使用放大器和RC網(wǎng)絡(luò)的組合來產(chǎn)生振蕩.在放大器教程中,我們看到,單級(jí)晶體管放大器在A類型配置下連接時(shí),其輸出和輸入信號(hào)之間會(huì)產(chǎn)生180°的相移.
為了使振蕩器無限期地維持振蕩,必須提供正確相位的充分反饋,即“正反饋”,以及所使用的石英晶體管放大器作為反相級(jí)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn).
在一個(gè)RC石英晶體振蕩器電路的輸入偏移180ò通過放大器級(jí)和180ò再次通過第二反相級(jí).給予我們“180ò+180ò=360ò相移”,其是有效的一樣0ò從而給我們所需的正面反饋.換句話說,反饋回路的相移應(yīng)該是“0”.
例如,在電阻電容式振蕩器,普通有源晶振或簡(jiǎn)單的RC石英晶體振蕩器中,我們利用這樣的事實(shí)：例如,通過在反饋支路中使用RC元件,RC網(wǎng)絡(luò)的輸入與同一網(wǎng)絡(luò)的輸出之間發(fā)生相移.
左側(cè)的電路示出了單個(gè)電阻器-電容器網(wǎng)絡(luò),其輸出電壓由一些角度小于90“導(dǎo)致”輸入電壓ò.一個(gè)理想的單極RC電路將產(chǎn)生精確的90的相移ò,并且因?yàn)?80ò相移的需要石英晶振振蕩,至少兩個(gè)單磁極必須在使用RC石英晶體振蕩器的設(shè)計(jì).
然而在現(xiàn)實(shí)中卻難以得到精確的90ò相移,以便使用多個(gè)階段.電路中的實(shí)際相移量取決于電阻和電容的值,所選擇的相位角（Φ）的振蕩頻率為：
Rc相移方程
其中：XC是電容的電容電抗,R是電阻的電阻,f是頻率.
在我們的上述簡(jiǎn)單例子中,值[R和C已經(jīng)選擇,使得在所要求的晶振頻率的輸出電壓以大約60°的角度導(dǎo)致輸入電壓ò.然后每個(gè)連續(xù)RC部分的增加之間的相位角通過另一60ò給輸入和180的輸出之間的相位差ò（3×60ò如由以下矢量圖）
RC石英晶體振蕩器矢量圖
然后通過將三個(gè)這樣的RC網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)在一起,我們可以在選定的頻率下在180°的電路中產(chǎn)生總相移,這形成了“相移振蕩器”的基礎(chǔ),否則稱為RC晶體振蕩器電路.
我們知道,在使用雙極石英晶體管或運(yùn)算放大器的放大器電路中,它的輸入和輸出之間會(huì)產(chǎn)生180°的相移.如果在放大器的該輸入端和輸出端之間連接三級(jí)RC相移網(wǎng)絡(luò),則再生反饋所需的總相移將變?yōu)?×60°+180° =360°,如圖所示.
基本的rc反饋電路
三個(gè)RC級(jí)級(jí)聯(lián)在一起,以獲得穩(wěn)定石英晶體振蕩器頻率所需的斜率.反饋回路的相移是-180ò當(dāng)每個(gè)階段的相移為-60ò.當(dāng)ω=2πƒ=1.732/RC為（tan60o=1.732）時(shí)會(huì)發(fā)生這種情況.
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