韋恩電橋振蕩器

韋恩電橋振蕩器是屬於弦波式振蕩器的一種，振蕩的基本機制不是靠RC充放電的方式，而是利用正反饋的方式，當滿足靜反饋率β=β+ - β－以及增益A之乘積(βA)為1，而且反饋信號角度為時，電路維持等幅振蕩；若βA>1則會成為增幅振蕩，會導致部分波形失真；若βA


圖1 韋恩電橋振蕩器電路圖
圖 1為以OP Amp完成之韋恩電橋振蕩器之電路，電路之反饋有正反饋β+及負反饋β-。正反饋之部份
β+=

；Z1=R1+

；Z2=

，
將Z1、Z2代入得β+=

，通分化簡后
得:


ʽ1
在(式1)式中分母之前3項為實數部份，后兩項為虛數部分，欲令正反饋為其虛數部分應為0，
故

=0……………(式1)將(式1)式化簡后得，


設ω=2πfO，則振蕩頻率fO=

………(ʽ3)
從(式1)式可以推導出振蕩頻率fO之公式。至於振蕩頻率靜反饋βA≥ 1的計算可參考圖1負反饋β-=

。圖1中，設R1=R2=R，C1=C2=C，將之帶入(式3)式可得fO=

。韋恩電橋振蕩器之fO有2π之係數。在R1=R2=R，C1=C2=C時，將其數值代入(式1)式中得β+=

，設β靜反饋為β+－β-=

。在欲滿足起振條件βA≥1，A為OP Amp之開路增益極接近於無限大，即βA≥1⇒

；

，即

，或是R3≥ 2R4。一般情況下調整至R3稍大於R4，即βA>1，保證讓電路可以振蕩

圖2具振幅控制限制器之韋恩電橋振蕩器

圖2加上D1及D2兩隻二極體及相關的電阻R5、R6及R7、R8，其目的在於當VO在振幅很小，D1及D2不導電時，調整VR1至適當值，令(β+－β-)A>0，保證電路起振；在VO振幅較大時，D1及D2導電，負反饋β-增加，使(β+－β-)AO波形不至升到失真之情況。 D1及D2導電情形如下：
D1導電之條件為V-大於VA，即VA由重疊定理

(ʽ4)

， ………………(式5)


或相移后得

或VOO振幅比-7.2V更負時，負反饋增加，達減幅振蕩之情形。同理在VO振幅比7.2V更正時D2導電，負反饋益增加βAO丨1，強制使電路振蕩。到丨VO丨>7.2V時，βAO無失真，故圖2電路為實用化之韋恩電橋振蕩器。