RC正弦波振荡器设计实验

1、综合设计正弦波振荡器的设计与测试.实验目的1.2.3.4.掌握运用Multisim设计RC振荡电路的设计方法掌握RC正弦波振荡器的电路结构及其工作原理熟悉RC正弦波振荡器的调试方法观察RC参数对振荡器的影响，学习振荡器频率的测定方法二.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:AF1起振条件为|AF|1写成模与相角的形式: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组成，图中RC选频网络形成正反馈电路,决定振荡频率f0。Ri、Rf形成负反馈回路，决定起振的幅

2、值条件,Di、D2是稳幅元件。该电路的振荡频率1，一一，f0=起振幅值条件：Av2RCRf13卷Ri式中RfR2R3d,rd为二极管的正向动态电阻rc=d2 foRi和输出电阻Ro的影响，应使2.电路参数确定 1） 根据设计所要求的振荡频率fo,由式先确定RC之积，即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R满足下列关系式：Ri>>R>>Ro一般Ri约为几百千欧以上，而Ro仅为几百欧以下，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Ri、Rf：电阻Ri、Rf由起振的幅值条件来确定，由式可知Rf>2Ri通常，

3、取Rf=（2.i2.5）Ri，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=Ri/Rf 3） 3）确定稳幅电路：通常的稳幅方法是利用Av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D1、D2和电阻R3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R3。实验证明，取R3Prd时，效果最佳。三实验任务i预习要求（i）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RC正

4、弦波振荡电路。其正弦波输出要求：（i）振荡频率：接近500Hz或ikHz左右，振幅稳定，波形对称，无明显非线性失真（2）*振荡频率：50HzikHz可调，其余同（i）四实验报告要求i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 调试中所遇到的问题以及解决方法五思考题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Di和D2的稳幅过程。六仪器与器件仪器：同实验2单管器件：集成运算放大器wA741二极管1N4001电阻瓷片电容若干举例说明：实验内容和相频特性，1.连接选频网络测量RC

5、用并联选频电路的幅频特性V:-108mVV（峰-峰）:2.00VV（有效值）:707mVV（直流）：12.1uVI:1（峰-峰）：1（有效值）：1（直流）：频率：1.56kHzC3±0.01uFC40.1uF6MR1XBP1INOUTXFG1反馈系数:F匕Uo令。RC幅频特性为：|F|fofo12RCR31klI12RC1.时，FRC1IC1C20.01uF0.1uFV:-40.4mVV（峰-峰）:667mVV（有效值）:236mVV（直流）:3.66uVI:I（峰-峰）：I（有效值）：I（直流）：频率：1.56kHz1I13（RC）RC代入上式，得出：F1Jfo?j（一一）fof2

6、,ffo、（）fof相频特性为:arctan*3fofo1_.1.3,即1Uf131Uo|210000.110彳=1.59155kHz610m30muTime（S）与00uJ-icuroICOJXIOOff.'arcooe-.-25OOOr-200加gI5000T.1D.jOfc.-IOCCO：IJLLr<n：i：o-WlD2h:口坎-iOL.JmlOBCt烦率正）c'hAim*11ChannpIBremxhl1；b6O9JC''I亦932mX54尊3.9,1争麻236.3067adx一上，。尸69k.-6.自分工4e1/dic-K0.373方口4/dy-

7、10,3102juinx2.CrlQOJtClKK4>strainsum卡32空.1五白口翻白乳V3333319ICOWk101：zli.5609k：srl_Jx?13.0114:T299.9BSD-lx-1.S419Rav-646,a3S7fl二心11.3B3OIBC3，0X2xDoanmuXy一a白.s白43oaxy89.700LODCI.I1O0JJO旧DCMSLlOUiri-EQOff1M3-L0-1：/H0a时闻;秒JaxxpmyCSXVXIy二X2r-dE1Jy1/dsUJdQ后为95S.S9L0WIL.0443313!97,6002fi37.S3Wd-L.3MSr!iL.S

8、V751&-774.701J1n.ooap419-.371.05*7如.际IQ.33.0663WIT工4tIBs却工74叫k工期印ICO-318353015676X一爰卜15再七京%OCOCqig.&717SE-S±S.4C47tt-.15LGDm2.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R线性兀件，从而使输出电压稳定，此时比例系数为A1-3RfR2R3/rdRi改变出并联电路的参数，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。1IODE_VIIITUALV 2 4

9、2 V7陲一峰 J: &. 50 7 ¥请效痘）:2.29 VV 电流）；-LS5 NI：工殿逸，工用效值）：工值曲：场率-4TB HzC3IC4zto.01uFZZO.1uFD1DIODE_VIRTUALY；7,30¥19.2VV市敢值）：B.8SVF直流工-1.78mVT:7.30pAI嶂-1%：19.£pA工的6.98成I直流J-l»A4TBKz匚h孙口福1A.hsTineLB口0o4Kl10.9Z11HVI"E74E3_2451HE12日？R12.SgEZniiy29.SEES3UM"YE2milmciV'J-

10、ai.jl»Bsi-7.<393n17dx铺r4”ISlESTT.m%5-133-6it77inm.niDDID0L口口口口建X彳6"加排靠i口干U9;SflMT.2519*y,5.5B331a24H3-o.150LQJQ*;1411I4febLdJanD1V:3.98VV（峰-峰）：19.2VV（有效值）:6.88VV（直流）:-12.9mV145DIODEVIRTUALD27频率：15.8HzXSC1ExtTrig74112V频率：15.8Hz1S.D1.Ch-n-n-1BinninLijW.D-1OJD7J3aDaE0工匚H峰-峰）：有效值）:直流）：峰-峰）：

11、有效值）:直流）：/l/diklSJDL«<R533kC3±0.01uFC4±0.1uFDIODEVIRTUALR4VEEKey=A70%Rp-12VU1I:I（I（I（R3|C1C2100kl-一10.01uF0.1uF0VCCVCCV:1.22VV（峰-山»:6.50VV（有效值）:2.29VV（直流）:-5.68mVI:I（I（I（时间;秒）663,9363师9.527Z7.LU44lfi裁.5fi47S3.iseiEi丹|5,a3QB22C.5LQQ663,9363w孑W4CI573.7.1口4%3*2423tl.1fSlB）*/15r63

12、Da；"606.1927151,96113如印3.343日0145XC.CIuFLCiuFV:9.12VV（峰-峰）：19.2VV（有效值）:6.89VV（直流）：3.62mVI:1（峰-峰）：1（有效值）:1（直流）：频率：1.57kHz6kR1-AA/VR533k,R233klIIC10.01uF10K|_LINKey=A70%RpC20.1uF1S.0Ch.5L£me1kChatiiElB-10.07口YUXI2.S5432.,5549白三，a.bgsa口W.55419P5ST742B5549，,5860右！33.595301-1.405Lm%3白*5470:匚胃邺度,Tit-A51JO.C-5.C-innX3.S544wax*.2一的KKiln?1,0出口HQVI加Z.3