RC正弦波振荡器课程设计

通信专业课程设计二

太原科技大学

课 程 设 计（论 文）

设计(论文)题目：RC正弦波振荡器的设计

姓 名 姚青叶

学 号 200915030131

班 级 通信091501

学 院 电子信息工程学院

指导教师 郭一娜

2013年 1 月 4 日

太原科技大学课程设计（论文）任务书

学院（直属系）：电子信息工程学院 时间： 2012年12月19日

RC 正弦波振荡器

摘要

本设计的主要电路采用文氏电桥振荡电路。如图1-1文氏桥振荡电路由放大电路和选频网络两部分组成,施加正反馈就产生振荡，振荡频率由RC网络的频率

特性决定。它的起振条件为：

，振荡频率为：。运算放大器选用LM741CN,采用非线性元件（如温度系数为负的热敏电阻或JFET）来自动调节反馈的强弱以维持输出电压的恒定，进而达到自动稳幅的目的，这样便可以保证输出幅度为2Vp-p；而频率范围的确定是根据式fo=1/2πRC以及题目给出的频率范围来确定电阻R或电容C的值，进而使其满足题目的要求。

关键词：文氏电桥、振荡频率、LM741CN、JFET

目 录

摘 要………………………………………………………………………………… I

第1章 系统方案选择和论证……………………………………………………….1

1.1系统基本方案………………………………………………………………..1

1.1.1 正弦波振荡电路的选择与论证………………………………...2

1.1.2 稳幅控制的选择与论证……………………………………………...2

1.1.3 运算放大器的选择…………………………………………………...2

1.1.4 最终的方案选择……………………………………………………...2

第2章 主要电路设计……………………………………………………………….8

2.1文氏电桥振荡电路的设计与主要特性………………………………8

2.1.1 RC选频网络及其特性………………………………. ……….9

2.1.2 集成运放电路………………………………………...……..11

2.1.3 分立电路………………………………...………..………..12

2.2 RC文氏桥振荡电路的稳幅过程………………………………...….13

2.2.1 热敏电阻的稳幅过程………………………………..…..…13

2.2.2 JFET的稳幅过程………………………………...………....14

2.3 振荡频率和输出幅度的计算………………………………...…......15

第3章 系统测试…………………………………………………………15

3.1正弦波 …………………………………………………………..15

3.2正弦波转化为方波…………………………………………………15

3.3方波转化为三角波………………………………………………...16

3.4三角波转化为正弦波……………………………………………….17 心得体会………………………………………………………………….18 参考文献………………………………………………………………….19 附录：元件清单……………………………………………………………20

第4章 结论………………………………………………………………18

第1章 系统方案选择和论证

1.1 系统基本方案

1.1.1 正弦波振荡电路的选择与论证

本设计选用文氏电桥振荡电路。如图1.1。

图1.1 RC桥式振荡电路

这种电路的特点是：它由放大器即运算放大器与具有频率选择性的反馈网络构成，施加正反馈就产生振荡。振荡频率由RC网络的频率特性决定。它的起振条件为： 。它的振荡频率为： 。

1.1.2 稳幅控制的选择与论证

方案一：采用硅二极管来组成限幅电路。这种电路的温度特性较差（温度升高输出振幅下降），几乎没有实用价值。故不采用。

方案二：采用发光二极管LED组成限幅电路。LED是利用其正向电压与稳定的温度特性，它的正向电压比通常的硅二极管大，温度特性比三个串联的二极管

要稳定的多。但该种电路的振幅稳定度和波形失真率都不太好，故不采用此方案。

方案三：在放大电路的负反馈回路里采用非线性元件来自动调整反馈的强弱以维持输出电压恒定。例如，在图1-1所示的电路中，Rf可用一温度系数为负数的热敏电阻代替。当输出电压|V0|增加时，通过负反馈回路的电流|If|也随之增加，结果使热敏电阻的阻值减小，负反馈加强，放大电路的增益下降，从而使输出电压|V0|下降;反之，当|V0|下降时，由于热敏电阻的自动调整作用，将使|V0|回升，因此，可以维持输出电压的恒定。也可利用JTFET工作在可变电阻区。当JFET的漏源电压Vds较小时，它的漏源电阻Rds可通过栅极电压来改变。因此，可利用JFET进行稳幅。该电路频率稳定度由使用的电容的温度系数决定，而振幅稳定度和波形失真率都得到改善。

方案四：采用可编程模拟电路提供单片机正弦振荡器的设计方案。

1.1.3 运算放大器的选择

考虑到综合性能和题目要求的关系这里我们选用LM741CN作为运算放大。

1.1.4 最终的方案选择

文氏电桥振荡电路适用的频率范围为几赫兹到几百千赫兹，可调范围宽，电路简单易调整，同时 …… 此处隐藏：3263字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……