RC桥式正弦波振荡器 和集成直流稳压电源的设计

1、模电实验报告RC 桥式正弦波振荡器和集成直流稳压电源的设计课题一:RC 桥式正弦波振荡器的设计一、实验目的:1. 了解 RC 桥式正弦波振荡器的工作原理。2. 学习 RC 桥式正弦波振荡器的设计。3. 掌握 RC 桥式正弦波振荡器的调试方法 。二 、设计任务和要求:1. 设计一个输出频率为 10KHz 的 RC 桥式正弦波振荡器 三、实验仪器:变压器一台、交流毫伏表一台、示波器一台、数字万用表一块、实验 电路板一块、电烙铁一个、斜口钳一个、导线若干四 、原理:RC 桥式振荡器又称文氏电桥振荡器,是采用 RC 串并联选频网络 的一种正弦波振荡器。 它具有较好的正弦波形且频率调节范围宽, 它 应用

2、于生产 1MHz 以下的正弦波信号,且振幅和频率较稳定。正弦波 振荡器是一种具有选频网络和正负反馈网络的放大电路, 其自激振荡的条件是环路增益为 1,即 A ·F=1,其中 A 为放大电路的放大倍数, F 为反馈系数。为了使电路能够起振,还应该使环路增益 A ·F>1. 运算放大器可以广泛用于正弦波发生器,其原理是将一无 源(选频网络接入正反馈电路,从而产生一定的频率振荡。在一般 情况下, 由于电路参数, 放大器参数总要随外界环境和电路的工作状 态而变化, 因而需要加非线性反馈来自动稳定其工作状态, 以提高振 荡器的稳定性。电路图如下: (1 根 据振荡器的频率,计算

3、 RC 乘积的值RC=1/2f=1/2*3.14*10k=1.59*10-5S(2 确定 R,C 的值为了使选频网络的特性不受运算放大器输入电阻和输出电阻的 影响。取 R4=R3=1.59K , 则R3=R4=2.4k/4.7kC1=C2=C=1.59*10-5/1.59k=0.01F(3 确定 R1,R6,R2,R5,C3R5=R2=5.1k R1=R6=4.7k C3=10F(4输出波形如图所示,图中所示周期为 T=107.305us,则频率为 f=1/T=1/107.305=9.3KHz。输出电压为 2.702mV 。 Rf=R2+R6=9.8kAF=9.8/4.7=2.09,反馈系数为

4、 F=1+AF=3.09。 (5误差分析由于焊接时引脚处理不好, 影响电阻从而使输出频率受到影响, 再者系统本身从在不足和误差。(6在放大器的输入端接俩个二极管对电路进行保护,防止反向电 流使放大器冒烟。课题二 集成直流稳压电源的设计 一、实验目的:通过集成直流电源的设计,安装和调试,要求学会:1. 选择变压器,整流二极管,滤波电容及集成稳压器来设计直流稳 压电源。2. 掌握直流稳压电路的调试及主要参数的测试方法。二 、设计任务和要求:1. 输出电压为 12V;2. 输出纹波电压小于 50mV ;三、实验仪器:变压器一台、交流毫伏表一台、示波器一台、数字万用表一块、实验 电路板一块、电烙铁一个

5、、斜口钳一个、导线若干四 、原理: 直流稳压电路直流稳压电源一般由电源变压器,整流滤波电路及稳压电路所组 成。稳压过程: 图 2 直流稳压过程电源变压器:电源变压器的作用是将电网 220V 的交流 电压变换成整流滤波电路所需要的交流电压,变压器副边与原边 的功率比为 =P2/P1。它可将一种电压的交流电能变换为同频率 的另一种电压的交流电能。整流电路:整流电路的作用是将交流降压电路输出的电压较低的 交流电转换成单向脉动性直流电,这就是交流电的整流过程,整 流电路主要由整流二极管组成。桥式整流器利用四个二极管,两两对接。输入正弦波的正半部分是两只管导通,得到正的输出; 输入正弦波的负半部分时,另

6、两只管导通,由于这两只管是反接 的,所以输出还是得到正弦波的正半部分。滤波器:滤波器能够将输入或输出经过过滤而得到纯净的直流电。 对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电路, 就是滤 波器,其功能就是得到一个特定频率或消除一个特定频率。滤波器 是由电感器和电容器构成的网路,可使混合的交直流电流分开。 电源整流器中,即借助此网路滤净脉动直流中的涟波,而获得比 较纯净的直流输出。稳压:在交流电源电压波动或负载变动时,使直流输出电压稳定。在 对直流电压的稳定程度要求较低的电路中, 稳压环节也可以不要。 如 果负载需要比较稳定的直流电压, 就要对滤波后的直流电压稳压, 本 次实验中采用 78

7、12和 7912两种集成稳压芯片, 大大减少了外围复杂 的稳压电路。波形变化过程如下: 图 3 整流波形变化过程 五、实验数据:变压器输出电压:32.V +16.0V 16.0V 整流后输出电压:31.2V +15.5V 15.0V 滤波后输出电压:39.1V 19.1V 20.0V 输出电压:25.4V +12.7V -12.7V输入电压:25.6V +12.2V -13.4V纹波电压: 26mV (7812 -25mV(7912振荡器输出电压: 2.1V六、小组成员及任务:小组成员:刘文静 刘栋我的任务:审查电路图,排线,焊接电路板,测量数据七、心得体会:这次学院组织为期三天的模电实验实习

8、,让我获益匪浅。首先是在老师的引导下,我们学习并熟练掌握了 Multisim 软件 在电路图的模拟以及仿真方面的应用。其次我们熟悉了电路图的读取以及真实焊接到电路板上的技巧, 就这一方面,就是我们受益匪浅,因为纸上的抽象的电路图,要焊接 到电路板上, 并没有那么简单, 在电路图的读取和焊接中, 困难重重。 此次实验电路共分为两个部分, 分别是直流稳压电源的设计部分 与 RC 桥式正弦波振荡器的设计部分。这两个电路密切相关,相辅相 成, 直流稳压电源做为RC正弦波振荡器的输入电源, 任何参数的计 算错误都会导致最终的结果出现偏差。在焊接前,我们就怕出现失误,用 Multisim 软件进行了仿真, 在焊接中我和搭档非常认真, 本以为可以万无一失了。 所以焊接完电路之后并没有检查就跑去找老师验收, 结果还是因为过于心急, 不仅 没有出现预想的结果, 还导致集成运算放大器的烧毁, 同时老师作为 警示给我们扣了 20分。虽然心里不是滋味,但是在问题出现后,我 们没有气馁, 经过我们的共同努力排查, 才发现是集成运放的输入正 负加反而导致的, 经过调整, 示波器上终于出现了我们所希望的波形, 但频率却与老师要求的 10KHz 相差有点远,在分析了整体的电路之 后, 我们才发现滑动变阻器上的阻值不够, 这次终于出现