RC正弦波振荡器设计实验之欧阳引擎创编

1、综合设计正弦波振汤器的设计与测试欧阳引擎(2021.01.01)二. 实验目的1. 掌握运用Multisim设计RC振荡电路的设计方法2. 掌握RC正弦波振荡器的电路结构及其工作原理3. 熟悉RC正弦波振荡器的调试方法4. 观察RC参数对振荡器的影响，学习振荡器频率的测定方 法三. 实验原理在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能够取代输入信 号，即电路中必须引入正反馈；二要有外加的选频网 络，用以确定振荡频率。正弦波振荡的平衡条件为： AF = 1起振条件为IAFI，写成模与相角的形式：1处日+* = 2质(n为整数)电路如图1所示：1. 电路分析RC桥式振荡电路由RC串并联选频网络和同相放大电路

2、 组成，图中RC选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率 办。&、心形成负反馈回路，决定起振的幅值条件， 、2是稳幅元件。欧阳引擎创编该电路的振荡频率：九二就起振幅值条件：R,Av =1 + 3& 式中Rnz ,几为二极管的正向动态电阻2-电路参数确定（1）根据设计所要求的振荡频率人，由式先确定RC1之积，即RC=2矶为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的 输入电阻&和输出电阻&的影响，应使R满足下列关系 式：&rR般&约为几百千欧以上，而切又为几 百欧以下，初步选定R之后，由式算出电容C的值， 然后再算出R取值能否满足振荡频率的要求（2）确定R，、匚：电阻&、心由起振的幅值条件来确定，

3、由式可知2&通常取卩二（2.12.5）这样既能保证起振，也不致产生严重的波形失 真。此外，为了减小输入失调电流和漂移的影响， 电路还应满足直流平衡条件，即：R二&心（3）确定稳幅电路：通常的稳幅方法是利用厲随输出电 压振幅上升而下降的自动调节作用实现稳幅。图1 中稳幅电路由两只正反向并联的二极管卩、6和电 阻弘并联组成，利用二极管正向动态电阻的非线性 以实现稳幅，为了减小因二极管特性的非线性而引 起的波形失真，在二极管两端并联小电阻“。实验 证明，取R时，效果最佳。四. 实验任务1. 预习要求（1）复习RC正弦波振荡电路的工作原理。（2）掌握RC桥式振荡电路参数的确定方法2. 设计任务设计一个

4、RC正弦波振荡电路。其正弦波输出要求：（1）振荡频率：接近500Hz或1kHz左右，振幅稳定， 波形对称，无明显非线性失真（2）*振荡频率：50Hz1kHz可调，其余同（1）五. 实验报告要求1. 简述电路的工作原理和主要元件的作用2. 电路参数的确定3. 整理实验数据，并与理论值比较，分析误差产生的原因4. 调试中所遇到的冋题以及解决方法六思考题1. 在RC桥式振荡电路中，若电路不能起振，应调整哪个参 数？若输出波形失真应如何调整？2. 简述图-1中和2的稳幅过程。七.仪器与器件仪器：同实验2单管器件：集成运算放大器卩A741二极管 1N4001电阻瓷片电容若干举例说明：实验内容1连接选频网

5、络测量RC串并联选频电路的幅频特性和相频特性,R/际 一1+3 +（6?/?C-反馈系数:R + jcoC1COo =令 M,则代入上式，得出:_ jcoCcoRCIFI=幅频特性为：相频特性为：u/f = _ arctan - （ _ 亠） 3卜ff = fo = 一1一F = -Uf=-Uo当.RC时， 3,即 3,丹= 0。J= 2 兀 RC = 2x1000 x 0.1x10 =1.59155kHz2运算放大器组成的RC桥式正弦波振荡器.利用电流增大时二极管动态电阻减小，电流减小时二极管 动态电阻增大的特点，加入非线性元件，从而使输出电压稳 4=1 + *二3定，此时比例系数为R Rn心改变串并联电路的参数，调节Rp,使电路产生正弦振荡。用示 波器观察其输出波形，然后测出振荡频率。3放大电路电压放大倍数Auf的测定 用毫伏表先测出图中电路的输出电压U0后，再测出运放 同相输入端的电压U1值，根据下式计算Auf=U0/UI= ? 保持Rp不变，把低频信号发生器输出电压（频率同上述 实验的产生频率）接