实验五RC正弦波振荡器

实验五 RC正弦波振荡器一．实验目的学习文氏桥振荡器的电路结构和工作原理。学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法。二．电路原理简述从电路结构上看，正弦波振荡器实质上是一个没有输入信号，但带有选频网络的正反馈放大器。它由选频网络和放大器两部分组成，选频网络由R、C串并联组成，故振荡电路称为RC振荡器，它可产生lHz--1MHz的低频信号。根据RC电路的不同，可分为RC移项、RC串并联网络、双T选频网络等振荡器。RC串并联网络(文氏桥)振荡器电路形式如图5—1所示。其原理为：图中的RC选频电路，若把Ui看成输入电压，把Uo看成输出电压，则只有当f=fo=1/2∏RC，Uo和Ui才能同相位。且在有效值上Uo=3Ui，对该振荡器电路而言．当电路满足振荡频率f=fo=1/2∏RC，且放大电路的放大倍数︳Au︳>3时，就能产生一个稳定的正弦波电压Uo。图5—1RC串并联网络振荡器原理图本实验采用两极共射极带负反馈放大器组成RC正弦波振荡器，实验电路如图5-2。电路特点：改变RC则可很方便的改变振荡频率，由于采用两级放大及引入负反馈电路，所以能很容易得到较好的正弦波振荡波形。其中：RF1=1kΩ，RW=150kΩ，增加Rf3=1kΩ,C2=C3=0.47μF，C7=C8=0.01μF，C1=10μF/25V，CE1=CE2=47μF/25V，RE1’=RE2’=10Ω，RF2=51Ω，RC1’=RE1”=120Ω，RC2=RS=RE2”=470Ω，RB22=1kΩ，RB21=1.5kΩ，RB1=10kΩ，T1=T2=9013，外接电阻R=2k三．实验设备名称数量型号直流稳压电源1台0～30V可调低频信号发生器1台示波器1台晶体管毫伏表1只万用表1只反馈放大电路模块1块ST2002四.实验内容与步骤1.RC振荡电路的调整1）按照图5-2电路原理，选用“ST2002反馈放大电路”模块，熟悉元件安装位置，开始接线,此电路中D和0V两点不要连接，检查连接的实验电路确保无误后，在稳压电源输出为12V的前提下对实验电路供电。2）在A，B断开（无负反馈）情况下，调整放大器静态工作点，使其Vc1=8V左右，工作点调好后断开电源然后将A，B短接（引入负反馈），按照电路原理图接上R、C电阻和电容（选频网络），连接F,I两点，组成文氏振荡器。3）用示波器观察输出波形，若无振荡波形可调节RF1，直至输出为稳定不失真的正弦波为止。文氏振荡器的振荡频率f，满足下式fo=1/2∏RC2.测量振荡频率及输出电压在E端用示波器观察输出的正弦波波形。然后用交流毫伏表测出输出电压VO，在示波器上读出振荡频率的周期填入表5—1中，并与计算值相比较。输出电压VO的振荡周期振荡频率输出电压VO(V)扫描时间长度T测计算值f实测值fus/cmcmus测量负反馈放大电路的放大倍数Avf。断开RC串并联选频网络与放大电路输入端之间的连线F,I两点，用信号发生器给放大器输入端，（即I端）送一个和所测振荡频率相同的信号电压，并使输出端（E端）电压VO的大小及波形与原来振荡时也完全相同。测出此时的输入电压Vi、输出电压VO、填入表5--2中，然后计算放大器的放大倍数Avf，验证此时是否满足Af≥3的条件。表5-2，ViVOAvf4、测量RC串并联选频网络的幅频特性将RC串并联选频网络与放大电路断开，即F,I两点间的连线断开，同时断开直流12V电源，用信号发生器产生一个Vi=3V的正弦波信号，从E点输入到RC串并联选频网络，保持输入信号3V不变，频率按表5-3由低至高变化，RC串并联网络的输出端F点的幅值将随之变化，当信号源达到某一频率时，RC串并联网络的输出端F点的幅值将达到最大值（约1V左右），且输入、输出电压同相位，此时的信号频率为f=fo=1/2∏RC。测出在不同频率时的Vi值，填入表5-3，并按相位关系画出Vi和VO的波形。频率F端电压F端