5.2 RC振荡器

RC振荡器的功能是产生低频信号。由于这种振荡器的选频电路主要由电阻、电容组成，所以称为RC振荡器，常见的RC振荡器有RC移相式振荡器和RC桥式振荡器。

5.2.1 RC移相式振荡器

RC移相式振荡器又分为超前移相式RC振荡器和滞后移相式RC振荡器。

1.超前移相式RC振荡器

超前移相式RC振荡器如图5-2所示。

（1）判断电路的反馈类型

假设晶体管VT基极输入相位为0°的信号，经过VT倒相放大后，从集电极输出180°信号，该信号经三节RC元件移相并反馈到VT的基极，由于移相电路只能对频率为f_o的信号移相180°，而对其他频率信号移相大于或小于180°，所以三节RC元件只能将180°的f_o信号转换成360°的f_o信号，因为360°也是0°，故反馈到VT基极的反馈信号与先前假设的输入信号相位相同，所以对f_o信号来说，该反馈为正反馈。而RC移相电路对VT集电极输出的其他频率信号移相不为180°，故不是正反馈。

（2）电路振荡过程

接通电源后，晶体管VT导通，集电极输出各种频率的信号，这些信号经三节RC元件移相并反馈到VT的基极，只有频率为f_o的信号被移相180°而形成正反馈，f_o信号再经放大、反馈、放大……VT集电极输出的f_o信号越来越大，随着反馈到VT基极的f_o信号不断增大，晶体管的放大倍数不断下降，当晶体管的放大倍数下降到与反馈衰减倍数相等时（VT集电极输出信号反馈到基极时，三节RC电路对反馈信号有一定的衰减），VT输出幅值稳定不变的f_o信号。对于其他频率的信号虽然也有反馈、放大过程，但因为不是正反馈，每次反馈不但不能增强信号，反而使信号不断削弱，最后都会消失。

从上面的分析过程可以看出，超前移相式RC振荡器的RC移相电路既是正反馈电路，又是选频电路，其选频频率均为。

2.滞后移相式RC振荡器

滞后移相式RC振荡器如图5-3所示。

判断电路的反馈类型：假设晶体管VT基极输入相位为0°的信号，经过VT倒相放大后，从集电极输出180°信号，该信号经三节RC元件移相并反馈到VT的基极，由于移相电路只能对频率为f_o的信号滞后移相180°，所以能将180°的f_o信号转换成0°的f_o信号，反馈到VT的基极，反馈信号与先前假设输入的信号相位相同，所以对f_o信号来说，该反馈为正反馈。而RC移相电路对其他频率的信号移相不为180°，故不是正反馈。

滞后移相式RC振荡器与超前移相式RC振荡器的工作过程基本相同，这里不再叙述。

5.2.2 RC桥式振荡器

RC桥式振荡器需用到RC串并联选频电路，故又称为RC串并联振荡器。

1.RC串并联电路

RC串并联电路如图5-4所示，电路中的R₁=R₂=R，C₁=C₂=C。为了分析电路的性质，给电路输入一个电压不变而频率可调的交流信号，在电路输出端使用一只电压表测量输出电压。

如果给RC串并联电路输入各种频率的信号，只有频率f=f_o=1/2πRC的信号才有较大的电压输出，也就是说，RC串并联电路能从众多的信号中选出频率为f_o的信号。

另外，RC串并联电路对频率为f_o以外的信号还会进行移相（对频率为f_o的信号不会移相），例如当输入相位为0°但频率不等于f_o的信号时，电路输出的信号相位就不再是0°。

2.RC桥式振荡器

RC桥式振荡器如图5-5所示，从图5-5中可以看出，该振荡器由一个同相运算放大电路和RC串并联电路组成。

电路的振荡过程分析如下：

接通电源后，运算放大器输出微弱的各种频率信号，它们经RC串并联电路反馈到运算放大器的“+”端，因为RC串、并联电路的选频作用，所以只有频率为f_o的信号反馈到“+”端的电压最高。f_o信号经放大器放大后输出，然后又反馈到“+”端，如此放大、反馈过程反复进行，放大器输出的f_o信号幅值越来越大。

R₂为负温度系数热敏电阻，当运算放大器输出的f_o信号幅值较小时，流过R₂的反馈信号小，R₂的阻值大，放大器的电压放大倍数A_u大（A_u=1+R₂/R₁），随着f_o信号幅值越来越大，流过R₂的反馈信号也越来越大，R₂的温度升高，阻值变小，放大器的电压放大倍数下降，当A_u=3时，衰减倍数与放大倍数相等，输出的f_o信号幅值不再增大，电路输出幅值稳定的f_o信号。