Author: Jackie Long
正弦波振荡电路的具体形有很多种，比如电容三点式、电感三点式、LC振荡式等等，文氏电桥振荡电路（Wien bridge oscillator circuit），简称"文氏电桥"，也是一种适于产生正弦波信号的振荡电路，因振荡稳定且输出波形良好，在较宽的频率范围内也能够容易调节，因此应用场合较为广泛。
基本的文氏电桥振荡电路结构如下所示：
上图中，R1、R2、C1、C2组成的RC串并网络将输出正反馈至同相输入端，R3、R4则将输出负反馈至运放的反相输入端，电路的行为取决于正负反馈那一边占优势（为便于分析，通常都假设R1=R2=R且C1=C2=C，当然这并不是必须的）。
可以将该电路看作对A点输入（即同相端电压）的同相放大器，因此该电路的放大倍数如下：
可以证明，当放大倍数小于3时（即R4/R3=2），负反馈支路占优势，电路不起振；当放大倍数大于3时，正反馈支路占优势，电路开始起振并不是稳定的，振荡会不断增大，最终将导致运放饱和，输出的波形是削波失真的正弦波。
但是这个电路的实际应用几乎没有，因为它对器件的要求非常高，即R4/R3必须等于2（也就是放大倍数必须为3），只要有一点点的偏差，电路就不可能稳定地振荡下去，因为元件不可能十分精确，就算可以做到，受到温度、老化等因素，电路也可会出现停振（放大倍数小于3）或失真（放大倍数大于3）的情况。
我们用下图所示的电路参数进行仿真：
当R4=100K时，放大倍数为11，其输出波形如下图：
当R4=30K时，放大倍数为4，其输出波形如下图：
当R3=21K时，放大倍数为3.1倍，其输出波形如下图所示：
当R3=20.1K时，放大倍数为3.01倍，其输出波形如下图所示：
注意纵轴单位为mV（毫伏），此时电路起振后不断地放大导致幅度增加（此图只是一部分），但由于放大倍数太小，因此达到大信号电平需要更长的时间。
当R3=20K时，放大倍数为3倍，其输出波形如下图所示：
注意纵轴单位为pV（皮伏），放大倍数太小，一直都处在小信号状态，什么时候达到大信号状态也无从得知，因此这里就没图了，不好意思。
当R3=15K时，放大倍数为2.5倍（负反馈占优势），其波形如下图所示：
把局部放大后如下图所示，注意纵轴单位
可以看到，电路的放大倍数越大，则电路越容易起振，但只要放大倍数超过3，则输出波形都将出现削波失真，如果放大倍数设置恰好为3，则仿真时间要等很久才会有结果。实际用器件搭电路时，要做到放大倍数为3.00000XXXX可真不是件容易的事.
为了让电路更易应用于实践，有必要对其进行一些优化，如下图所示：
我们的修改思路是这样：当电路开始振荡时保证放大倍数大于3，这样可以使得电路容易起振，而当电路的振荡幅度增大到某个程度时，将其放大倍数自动切换为小于3，这样就能限制振荡的最大幅度，从而避免振荡波形出现削波失真。
修改的电路中增加了R5、D1、D2，因此，当振荡信号比较小时，二极管没有导通，因此R5、D1、D2支路相当于没有，因此放大倍数大于3，而当振荡信号比较大时，二极管导通，相当于R5与R4并联，这样放大倍数就会小一些（合理设置R5的阻值，可以使其放大倍数小于3）。
其输出波形如下图所示：
下图为局部放大的波形图，可以看到，此时的输出波形不再有失真。
实际应用中，我们也可能需要单电源供电的振荡电路，如下图所示：
在单电源供电系统中，我们增加了电阻R6与电容C3，电阻R6的值通常与R1相同，这样两者对直流正电源VCC分压，则有A点的电位为（VCC/2），再利用电容C3的"隔直流通交流"特性，使R4（R5）引入直流全负反馈，此时相当于一个电压跟随器，因此输出静态时输出电压为VCC/2，此时电路的直流通路等效如下图所示：
我们用下图所示的电路参数进行仿真：
其输出波形如下图所示，输出正弦波是以6V（即12V的一半）作为中点的。：
閱讀更多 電子製作站 的文章
