文氏桥振荡器
文氏桥(Wien bridge)RC 正弦波振荡器:由 R、C 计算振荡频率(允许 R1≠R2、C1≠C2)、起振所需增益 Rf/Rg,以及二极管 / 灯泡 / JFET 稳幅设计与运放带宽校核;或由目标频率选取 E 系列 R、C。
电路原理图
输入参数
计算结果
点按结果可复制数值;支持输入 4.7k、100n、2u2 等工程写法
计算公式
f0 = 1 / (2π √(R1R2C1C2)),等值时 f0 = 1/(2πRC)
β(f0) = 1 / (1 + R1/R2 + C2/C1) = 1/3(等值)
起振条件:1 + Rf/Rg ≥ 1 + R1/R2 + C2/C1,即 Rf = 2Rg(等值)
二极管稳幅:1 + (Rf1+Rf2)/Rg > 3 > 1 + Rf1/Rg
原理与说明
文氏桥振荡器由同相放大器和 RC 串并联选频网络组成:在 f0 处网络相移为 0、衰减为 1/3,只要放大器增益恰好为 3 就能维持等幅正弦振荡。增益略大于 3 才能起振,而增益一旦大于 3 幅度会一直增长到削顶,所以必须有自动稳幅:
- 二极管:在 Rf2 上反向并联两只二极管,幅度增大时二极管导通、等效反馈电阻减小、增益下降。简单廉价,失真约 1%–3%;幅度由二极管压降与 Rf1/Rg 决定(本工具用 1N4148 模型按描述函数法估算)。
- 小灯泡(HP 200A 的经典做法):灯丝是正温度系数电阻,放在 Rg 位置;热惯性大,失真可低于 0.01%,但幅度建立慢、低频时会"呼吸"。
- JFET AGC:检波得到与幅度成正比的负电压控制 JFET 的沟道电阻,失真 0.1% 量级,幅度可精确设定。
设计要点
- R 宜取 1 k–100 kΩ;C 选 C0G/薄膜电容。双联电位器同时调 R1、R2 可连续调频。
- 运放 GBW 引入额外相移使频率偏低:频率误差约 4.5·f0/GBW(等值网络),本工具按单极点模型精确求解。
- 压摆率要大于 2πf0Vp,否则波形变成三角波。