探索了5个简单的正弦波发生器电路

一个正弦波发生器实际上是一个正弦波振荡器电路，它产生一个指数上升和下降的正弦波波形。

本文中介绍的5个简单正弦波发生器电路易于构建，因为它们包含少量普通电子元件，并可用于生成具有指定频率的指数变化波形。频率由电路输入和输出之间的RC反馈网络确定。

下列电路可以实现的正弦波类型可以在下图中看到:

1)高质量的正弦波振荡器

下面所示的正弦波发生器电路不仅易于构建，而且还提供了一个异常纯净的输出，其总噪声和失真水平有效低于0.1%。

该设计是一个简单的维恩桥振荡器周围的运算放大器配置。

然而，该电路由热敏电阻Th1组成，用于稳定电路的闭环增益，其幅度可产生非常高质量的输出正弦波信号，其振幅约为2伏峰间。

该电路的一个缺点是存在RA53热敏电阻，该热敏电阻具有自加热的有用特性。与普通热敏电阻相比，这种类型的热敏电阻可能要贵得多。

尽管如此，这种正弦波发生器的简单设计和这种稳定技术产生的优秀正弦波输出可能证明了其高成本的合理性。

或者，您可以更换热敏电阻与小6 V白炽灯灯泡，以获得相同的效果

电容器C1、C2和电阻器R1、R2用于固定输出正弦波的工作频率。这里，电阻器R1的值可以与R2相同，同样，C1和C2也可以具有相同的值。

正弦波的频率可通过以下公式确定

频率=1/2πCR

这意味着，如果工作频率约为1 kHz，则C1和C2可约为4n7，R1和R2可设置为33k。修改电阻器或电容器可使频率值出现相反比例的变化。

建议将两个电阻器的值设置在几千欧姆和许多兆欧之间。对于电容器，在几个pFs或更高范围内的任何值都可以。

话虽如此，你不能使用极化类型的电容器，如电解或钽元素，实际上，这种条件限制电容器的价值在2.2uF左右的最大值。

通过使用固定电阻器替换R1和R2，并将电位计串联，可以调整正弦波的输出频率。当然，必须使用双联电位计，以确保R1和R2系列值可以以组合方式改变。

该电路工作的最小供电电压约6伏，电路可以容忍绝对最大36伏。这个简单的正弦波产生电路可以有效地驱动通过一个双平衡电源使用电阻器R3和R4产生的中心抽头0V电源。

如果电路是通过真正的双电源供电，那么显然，R3+R4是不必要的，可以消除。

2)简化正弦波发生器

下图显示了另一个正弦波发生器的电路设计，它基本上与之前的设计完全相同。然而，它与增益稳定技术一起工作，不依赖于昂贵的热敏电阻。

当输出电压高于+/-0.5伏左右时，利用二极管D1和D2使放大器的闭环增益最小化，有效地防止电路进入不稳定振荡模式。这反过来又避免了输出信号的高剪切和失真的可能性。

但是，您可能会发现输出正弦波输出信号存在严重失真，这对于期望高质量正弦波的应用来说可能是不可接受的。正弦波信号的输出电平约为500mV RMS。

3） 使用音频放大器LM380

该电路围绕相移振荡器电路中使用的音频功率放大器装置（IC1）构建。三段移相电路用于在输出和逆变之间提供反馈(−) IC1.R2-C1、R3-C2和R4-C3的输入由三个部分组成，每个部分在特定频率下提供60度的相移。因此，在该频率下，这三个部分的总相移为180度。在提供的设置下，电路以大约1k5 Hz的频率振荡。

这种性质的电路通常应该产生一个正弦波输出，因为一个干净的音频音频是愉快地听很长一段时间。在这里，这个正弦音复制了真实的连续波(莫尔斯)通信产生的波形，当它被一个接收机处理。如果放大器的增益只是稍微补偿了反馈电路的低效率，这个电路将产生一个相对纯净的正弦波。

这是通过改变R1，通过反馈通道提供所需的损耗水平来实现的。由于没有反馈，它在振荡结束点附近后退。C4和输出插座上的断开连接向扬声器提供输出信号。如果将插头推入输出插座，它会立即关闭扬声器。该装置的输出功率约为100mW rms，按键时的电流使用量约为20mA。

4)单晶体管正弦波发生器

一个晶体管相移振荡器是一个非常容易构建的电路，可用于生成正弦波输出信号。话虽如此，在采用某种增益稳定之前，它可能会产生具有极端失真水平的输出。该晶体管正弦波发生器的工作频率由3个电阻器和3个电容器控制。

由于涉及3个频率调节元件，可能不可能将这种设计应用于需要可变或可调节频率的应用中。

这种设计的另一个问题是很难获得令人满意的增益稳定性。因此，建议只在可接受固定频率和低质量正弦波信号的电路中使用这种移相振荡器。

简单晶体管相移振荡器的完整电路图见上图。

晶体管Tr1的应用类似于高增益共发射极放大器，通过三级移相网络在BJT的集电极/基脚上配置了反馈。

第一级由电容器C1和R1组成，第二级由C2和R2组成，最后一级由C3和TR1构成。在特定频率下，通过移相网络的每一级，我们有60度的相移，提供180度的整体移动。

因此，这种设计具有正反馈而不是负反馈，通过放大器产生，TR1增益足够高，以保证围绕该频率的强大振荡。理论上，工作频率可以用公式计算:-

频率=1/2π6CR

这意味着放大器的增益刚好足以维持振荡，然而，当实际测试时，您可能会发现它大大高于此值。

因此，与计算值相比，实际振荡频率非常低，且工作频率通常不超过计算值的50%。

因此，图中所示的零件值提供的输出频率约为1 kHz，而不是2kHz。这个简单正弦波发生器电路的频率可以通过改变C1和C3值来调整，这些值必须完全相同。

值的修改提供了与频率成反比的偏移。也可以通过改变电阻器的值来调整电路的频率，但最好保持R1和R2的最小值为3k3，不得超过18k值。

晶体管TR1可以是任何高增益NPN硅晶体管，例如BC109C、BC108C或BC547。

5） 另一种是晶体管正弦波振荡器

一个基本的相移振荡器可以用一个晶体管来制作。输出是一个正弦波，有点像“块状”，这表明失真百分比有点大，约为10%。这并不总是一个问题；当创建音频音调时，一个大的谐波内容会产生一个更有趣的声音。通过插入一个电位表在Q1的发射极引线中插入电流（25欧姆），正弦波的完美性可能会得到改善。

当电阻设置为电路仅轻微振荡时，正弦波变得相当干净。但是，如果电源电压发生变化，振荡可能会完全停止。可通过将10k电位计连接到R3或通过改变C1、2、3来改变工作频率。将C1、2、3等于100nF将工作频率减少一半。

可变正弦波发生器电路

这里提出的电路产生高质量的正弦波输出跨越三个连续可变范围(范围1，低于20Hz到超过200Hz;量程2，低于200Hz至超过2kHz;和范围3，低于2kHz到超过20kHz)，它跨越了整个音频频谱。采用维恩桥式电路，由C-R网络提供的频率选择性正反馈放大器组成。这个网络的电容元件可以是由两个电容SW1切换的任何东西。

R6、R7和RV1是电阻元件，后者允许在上述范围内调整正弦波输出。该网络通过基于FET的运算放大器IC1提供正反馈，该运算放大器具有低噪声和失真。

同样，RV1a和R6将IC1的非反相输入偏置到由R1、R2和C2产生的电源上的中心抽头。如果要获得令人满意的波形，IC1的闭环增益应保持在正确的数值。为确保稳定的工作参数和一致的正弦输出电平，自动增益控制（AGC）电路被使用。

负反馈网络由R5、R4和Q1的漏源电阻构成，用于调节IC1的闭环增益。Q1首先通过R3正向偏置，以便为强大的振荡提供足够的增益。R8和C10将IC1的一小部分输出连接到由D1、D2和C3组成的整流器和平滑网络。这导致正偏压，试图关闭Q1，从而降低电路增益。

偏置越高，增益越小，电路振荡越剧烈。使用可调衰减器RV2，输出可以从0变化到大约1V5均方根。电路的使用电流约为7毫安。