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。
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