RC桥式正弦波振荡电路的调试

1、沈阳航空航天大学北方科技学院课程设计说明书课设题目RC桥式正弦波振荡电路的调试专业电子信息工程班级B241201学号B24120104学生姓名刘冬冬指导教师赵婷婷日期2014. 7. 4沈阳航空航天大学北方科技学院课程设计任务书课程设计题目RC桥式正弦波振荡电路的调试_教学系部 信息丄程 专业电子信息工程_班级B241201学号B24120104姓名_课程设计时间：2014年6月23日至2014年7月4日（一）课程设计的内容及要求：2、进行电路仿真3、调试和排除故障4、测量稳定振荡时输岀电压峰值、运放同相端电压峰值、二极管两端电压最大值5、写岀课程设计报告（课程设计专用纸）（二）报告要求:1、

2、画岀电路原理图并阐述其工作原理2、叙述安装调试中遇到的问题及解决办法3、给岀测试结果4、心得体会5、元器件清单和参考文献（三）主要参考书1、根据题目查找资料,设计电路形式及元件参数低频电子线路张肃文高等教育岀版社电子线路集人民邮电出版社电子技术基础数字部分康华光 高等教育出版社模拟电子技术基础 童诗白高等教育出版社（四）评语（五）成绩指导教师本文基于RC桥式正弦波振荡电路工作特性，运用Multisim软件为工作平台对RC桥式正弦 波振荡电路进行了仿真分析，给岀了Multisim仿真实验方案，讨论起振条件、稳幅环节，并 通过仿真示波器观察了起振过程和振荡波形，结论是仿真实验可直观形象地描述电路的

3、工作 特性，有利于系统地研究电路的构成及电路元件参数的选择.关键词：RC桥式；正弦波；振荡电路。1绪论.02、 方案的确定.23、 工作原理、硬件电路的设计.34、 总体电路设计和仿真分析.55、 心得体会.9参考文献.10附录.11元器件清单.11电路总图.12模拟电子技术基础是入门性质的基础课，是电子技术基础的一部分，它 既有自身的理 论体系，乂有很强的实践性，是高等教育工科电类各专业和部分非电类必修的技术基础课。LI的是使学生初步掌握模拟电子电路的基本理论、基本 知识和基本技能。本课程与数学、物理、 其至电路课程有着明显的差别，主要表 现在它的工程性和实践性上。EMB是基于PC平台的电子

4、设计软件，它提供了一个功能全面的SPICE A/D系统，支持模拟 和数字混合电路的分析和设计，创造了集成的一体化设计环境，把电路原理图的输入、仿真 和分析紧密地结合起来。系统将SPICE仿真器完全 集成在原理图输入和测试仪器等工具之 中。与其它Windows环境下的系统软件相类似，它具有图形化界面，提供按钮式的工具栏， 各个菜单中各个选项的物理意义一訂了然。在输入原理图时，自动地将其编辑成网络便送到 仿真器，加快建立和管理的时间；再在仿真过程中，若改变设讣，则立刻获得该变化所带来 的影响，实现了交互式的设计和仿真。正弦波产生电路的U的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般电路的基本结

5、构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生 振荡的首要条件，它乂 被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输岀波形为单一频率的正弦波，必须 具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反 馈网络、选频网络、稳幅电路个部 分。（1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输出值， 实现自由控制。（2）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。（3）选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证 电路产生正弦 波振荡。（4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输出信号幅值稳定。振荡

6、电路是一种能将直流能量转换成具有一定频率和幅度以及一定波形的交 流能量输出的 电路。按振荡波形可分为正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路。正弦波振荡电路是一种基本的电子电路， 电子技术实验中经常使用的低频信号振荡器就是一 种正弦波振荡电路。大功率的振荡电路还可以直接为工业生产提供能源在诸如超声波探伤、无线 广播电视信号 的发送和接收中都有着广泛的应用。无论对于哪种振荡电路，用传 统方法精确分析起振、振幅、振荡频率的大小都是十分困难的。2、方案的确定常见的RC正弦波振荡电路有桥式、移相式和双T式三种振荡电路。2.1 RC移相振荡电路RC移相振荡电路原理图如图i所示，电阻选择RRio振荡频率f二一2兀

7、J6RC ；起振条件是基本放大电路A的电压放大倍数|A| 29；电路特点是结构简 单，但选频作用差，振幅不稳，频率调节不便，频率范圉是儿赫兹到十 儿千赫兹，一般用于 频率固定且稳定性要求不高的场合。C C C1图1 RC移相振荡电路原理图乙2 RC串并联选频网络振荡电路RC审并联选频网络振荡电路原理图如图2所示。电路的振荡频率fo=l/ (2nRC)；起振条件是|A| 3；电路的特点是：能连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，振荡波 形稳定不失真。2. 3双T选频网络振荡电路双T选频网络振荡器原理如图3所示。电路的振荡频率是fo-l/5RC：起振条件是RR/2,|A| 1；电路的特点：选频特性好

8、，调频比较困难，适于产生单一频率的振荡图3双T选频网络振荡电路原理图综上所述：应选择RC串并联选频网络振荡电路。3、工作原理、硬件电路的设计3.1工作原理3. 1. 1产生振荡的条件正弦波产生电路的U的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放 大电路中引 入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是：引入正 反馈的反馈网络图2 RC$并联选频网络振荡电路原理图和放大电路。其中：接入正反馈是产生的首要条件，产生振荡必须满足幅度 条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特 性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络

9、、选频网络、稳幅电路各部分。3. 1. 2正弦波振荡电路的组成判断及分类（1）放大电路：保证电路能够从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输出值，实 现自山控制。（2）选频网络： 确定电路的振荡频率， 是电路产生单一频率的振荡， 即保证电路产生正弦 波振荡。（3）正反馈网络；引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。（4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输出信号幅值稳定。3. 13判断电路是否振荡的方法（1）是否满足相位条件，即电路是否是正反馈，只有满足相位条件才可能产生振荡；（2）放大电路的结构是否合理，有无放大能力，静态工作是否合适；（3）是否满足幅度条件。3. 14正弦波振荡

10、电路的检验（1） IAFK1,则电路不可能振荡；（2） IAFI1,则电路能够振荡，但是会出现明显的非线性失真，需要加强穏幅环节的作 用；（3） IAFI=1,则电路能够振荡。振荡电路在起振过程中，要求IAFI1,这样才能保证振荡信号的幅度不断加大。而在起振过程 完成后，必须使IAFI-1,电路能够维持振荡。3-2硬件电路的设计：如图4所示:图5 RC桥式正弦波振荡电路总图T1 +:TimeChonnel_A0.000 s52.399 mV20.000 ms11.104 V20.000 ms11.051VChannel D12.949 mVReverse10.432 V10.419 VSa v

11、cChannel AChannel BTriggerScale:5 V/t)ivScale: 5 V/DivEdge:国*1芮B ExtY pos.fDiv): 0Y pos.(Div): 0Level:oVACD DC 1AC|o|DCJ Single Normal Auto NoneExt. triggerTimebaseScale: 2 msQivX pos.(Div): 0匝AddB7ATA/B图6起振过程中输出电圧波形图7起振过程中输岀电压波形T1一Channel_A52.399 mV52.399 mV0.000 VChannel_B2.649 mV2.649 mV0.000VTim

12、e baseScale: 2 ms/Div pos.(Div): 0而讣Add丽|小|Channel AScale: 5 V/DivACirollPCReverseExt. triggerSaveTriogerEdge:S AB ExtLevel:oVSingle No rmal Au toNoneT2-T1Time0.000 s0.000 s0.000 sY pos.(Div):Channel BOscilloscope-XSC1XTime42. 326 ms46. 000 ms3. 674 msChannel A12.222 V &917 V 3. 305 VChannel B11

13、.540 V& 270 V-3. 270 VTimebaseScale:2 ms/DivX pos. (Div): 0|r/r| |Add| |BA| |A/B |Channel AScale: 5 V/DivYpos. CDiv): 0Acr6、ipci Scale:5 V/DivEdge:頂阳两頂阳两 BExtY pos. (Div): 0Level:0ACIIQHOC ASingle Normal AutoNone . Ext triggerCh i_Lj nnel Brigger图8稳定振荡时各点的波形Oscilloscope-XSC2XT2TimeChannel AChann

14、el B42.326 ms12.222 V4.120 V-46.000 ms8.917V2.948 V3.674 ms-3.3O5V-1.172 VT1 i囹囹T2-T1ReverseSaveTimebaseScale: 2 ms/DivScale: 5 V/DivScaler 5 VQivEdge:因国A1E5 ExtYpos.(Div): oY pos.(Div): 0Level:QVAC o|DCIACIIo iiocirn Single N or mal Au toNoneExt. triggerChannel AChannel BX pos.(Div): 0yr AddI如A/B图9

15、稳定振荡时各点的波形Oscilloscope-XSC1XRC桥式正弦波振荡电路的调试实验数据表1仿真分析结果反馈电阻输出电压峰值尺右端电压运放同相端电二极管两端最Uopp/V峰值U+PP/V压峰值大值电压f/Dmax =t7 + pp/vt/opp Upp/V1.812. 22211.5404. 1200. 6825、心得体会本次课程设汁令我感触颇深，在实验的过程中令我明白到书本知识的重要性，要对 书本的知识有比较深刻的了解才能对电路进行设计。当对书本知识有一定的了解后， 就会考验到自己的动手能力，只有经过实践才能把知识理解得更透彻，而且如果要进 行设计的话就要对一些元件有一定的了解，这过程中，令我印象深亥U,使我深刻地体 会到实践的重要性，因为不通过实践是无法检验出到底是正确 还是错误的。只有通过 实践才能更加地深入地去了解它的工作原理，才可以更好 地发现问题，可以很好地锻 炼自己的动手能力和应变能力。这次的课程设计令我 知道动手操作是远比自己想象复 杂，因为在这过程中会出现很多自己没有预料到 的问题要解决， 不过只有这样才能更 好地提高自己。 虽然在这过程中曾经感到过 厌烦，然而，在一步一步的改进中走向成 功的那种感觉是