厦门大学 实验九 集成运算放大器组成的 RC 文氏电桥振荡器

实验九集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器一实验目的掌握产生自激振荡的振幅平衡条件和相位平衡条件；了解文氏电桥振荡器的工作原理及起振的条件和稳幅原理。二实验原理 产生自激振荡的条件：振幅平衡条件：反馈信号的振幅应该等于输入信号的振幅，即VF=Vi或|AF|=1相位平衡条件：反馈信号与输入信号同相位，其相位差应为：Ф=ФA+ФF=±2nπ（n=0、1、2……）RC串-并联网络的选频特性：RC串-并联网络如图2(a)所示，其电压传输系数为：

当R1=R2=R，C1=C2=C时，则上式为：若令上式虚部为零,即得到谐振频率fo为： 当f=fo时，传输系数最大，相移为0；幅频特性相频特性如图2（b）（c）3自动稳幅：由运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器原理图如图3所示，负反馈系数为：，在深度负反馈情况下：。因此，改变RF或者R1就可以改变放大器的电压增益。三、实验仪器 1、示波器1台2、函数信号发生器1台3、直流稳压电源1台4、数字万用表1台5、多功能电路实验箱1台6、交流毫伏表1台四、实验内容1、电路分析及参数计算：分析图6电路中，运算放大器和RF1，RF2及Rw构成同相放大器，调整Rw即可调整放大器的增益；RC串——并联网络构成选频网络；选频网络的输出端经R2、R3构成分压电路分压送运算放大器的同相端，构成正反馈，D1,D2为稳伏二极管。在不接稳伏二极管时，在谐振频率点，正反馈系数为：F(+)=VF(+)/Vo=R2/3（R2+R3）而反馈系数为：F(-)=Rw(RF1+RF2+Rw)为保证电路能稳定振荡，则要求：F(+)=F(-),由此，根据电路参数，计算Rw的理论值；Rw=0.628125K同相放大器的电压增益AVF=33；电路的振荡频率fo=1.6076KHz；2、振荡器参数测试：（1）按图6搭接电路，（CD1,CD2不接，K拨向1）经检查无误后，接通+12V电源；（2）调节Rw，用示波器观察输出波形，在输出为最佳正弦波，测量输出电压Vp-p；Vp-p=20.5V（3）测量Rw值Rw=0.607k（4）用李萨茹波形测量振荡频率；李萨茹波形测量信号频率方法：将示波器CH1接振荡器输出，CH2接信号发生器正弦波输出，令示波器工作在“外扫描X-Y”方式；当调节信号发生器频率时，若信号发生器频率与振荡器频率相同时，示波器将出现一椭圆；通过此方法可测量未知信号频率。F=1.592kHZ3、振幅平衡条件的验证：在振荡器电路中，调节Rw，使输出波形为正弦波时，保持Rw不变，将开关K拨向2位置，则，即输入正弦信号（频率为振荡频率，峰-峰值Vip-p=100mV）则电路变为同相放大器，用毫伏表测量Vi、Vo、VA、VF，填入表1；将电路恢复为振荡器（开关K拨向1位置），调节Rw，使输出波形略微失真，再将开关拨向位置2，电路又变为同相放大器，用毫伏表测量Vi、Vo、VA、VF，填入表1；将电路恢复为振荡器（开关K拨向1位置），调节Rw，使输出波形停振，再将开关拨向2位置，电路又变为同相放大器，用毫伏表测量Vi、Vo、VA、VF，填入表1；表1：振幅平衡条件验证：工作状态测量值测量计算值Virms(mV)Vo(V)VA(V)VF(V)A=Vo/ViF(+)=VF/VOAF(+)良好正弦波1001.19300.39310.035833.740.0301.01略微失真1001.20150.39600..036033.980.02991.02停振1001.19080.39240.035733.680.02981.01良好正弦波时理论值1001.16670.38890.035433.000.03031.004.观察自动振幅电路作用：在图6基础上，接入稳伏二极管D1,D2，调节点位置Rw，观察输出波形的变化情况。测量输出正弦波电压Vp-p的变化范围。五、预习要求：1、复习RC桥式振荡器的工作原理，并按实验内容1要求，进行参数的理