RC正弦波振荡器的设计与制作

RC正弦波振荡器的设计与制作

模拟电子技术设计实验

论文

学 姓 名： 孙新朋

班 级： 09级自动化（2）班

同组人员：孙新鹏 谢旭 吴林 王路

课程名称：模拟电子技术设计实验

指导老师： 赵虎 樊荣 2011-06-20 至2011-06-27

RC正弦波振荡器的设计与制作

目录

1.实验目的 ................................第三页

2.实验器材.................................第三页

3.实验原理

（1）正弦波振荡电路的振荡条件.......第四页

4..实验的内容及步骤.........................第六页

5.实验误差分析..............................第九页

6.实验结论...................................第十页

北方民族大学监制

RC正弦波振荡器的设计与制作

一 实验目的

（1）掌握交流放大电路和RC桥式正弦波震荡电路的设计，熟悉三极管的组成的交流放大电路和RC桥式正弦波震荡电路的调试；

（2）学会使用EWB5.0c点至电路仿真软件，并用于电路的设计，调试和仿真试验;学习Protel99se软件设计印制电路板图；

（3）学习手工制作印制电路板，练习和掌握电子电路的手工焊接技术；

（4）熟悉常用电子仪器的使用，常用元器件的识别，锻炼分析和排除电路故障的能力。

二 实验仪器

双踪示波器 低频信号发生器 频率计 毫伏表 直流电源

三 实验原理

正弦振荡电路一般包括两部分，放大电

路A和反馈网络F，如图5-14-1所示。

由于振荡电路不需要外接输入信号，因

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此，通过反馈网络输出的反馈信号X就是基

本放大电路的输入信号X。该信号经基本放

大电路放大后，输出为X，若能使X和X大

小相等，极性相同，构成正反馈电路，那么这个电路就能维持稳定的输出。因而，X=X可引出正弦振荡条件。由方框图5-14-1可知： X AX

而X AX当X X时，则有 AF=1 fid0fidfid0idf0fid

上述条件可写成|AF|=1，称幅值平衡条件。 即放大倍数A与反馈系数F乘积的模为1，表明振荡电路已经达到稳幅振荡，但若要求电路能够自行振荡，开始时必须要求|AF|>1的起振条件。

由X与X极性相同，可得： 1 称

相位平衡条件

即放大电路的相角和反馈网络的相角之和为2n ，其中n为整数。

要使振荡电路输出确定频率的正弦波信号，电路还应包含选频网络和稳幅电路两部分。选频电路的作用使单一频率的信号满足振荡条件，稳幅电路能保证电路的输出幅fidAB

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度是稳定不失真的，这两部分电路通常可以是反馈网络，或放大电路的一部分。

RC正弦振荡电路也称为文氏桥振荡

电路。它的主要特点是利用RC串并联网络作为选频和反馈网络。 1/3/2 φF

o -π/2 o

由串并联网络的幅频特性，可知当信号频率为

1f0 12 RC时，选频网络的相角为0度，传递系数为。所以，要满足正弦振荡条件，要求放大电路的相角为0度，3

传递系数稍大于3。故实验中的放大电路采用同相比例电路。

1 正弦波振荡电路的振荡条件

从结构上来看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路。图1表示接成正反馈时，放大电路在输入信号Xi=0时的方框图，改画一下，便得图2。由图可知，如在放大电路的输入端（1端）外接一定频率、一定幅度的正弦波信号Xa，经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后，在反馈网络的输出端（2端），得到反馈信号Xf，如果Xf与Xa在大小和相位上一致，那么，就可以除去外接信号Xa，而将1、2两端连接在一起（如图中的虚线所示）而形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。

︱AF︳=AF=1 （1）

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φa+φf=2nπ，n=0，1，2， （2）

式①称为振幅平衡条件，而式②则称为相位平衡条件，这是正弦波振荡电路产生持续振荡电路产生持续振荡的两个条件。值得注意的是，无论是负反馈放大电路的自激条件（–AF=1）或振荡电路的振荡条件（AF=1），都是要求环路增益等于1，不过，由于反馈信号送到比较环节输入端的＋、－

符号不同，所以环路增益各异，从而导致相位条件不

一致。

图1 图2

振荡电路的振荡频率f0是由式②的相位平衡条件决定的。一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这个频率就是f0，这就要求在AF环路中包含一个具有选频特性的网络，简称选频网络。它可以设置在放大电路A中，也可设置在反馈网络F中，它可以用R、C元件组成，也可用L、C元件组成。用R、C元件组成选频网络的振荡电路称为RC振荡电路；一般用来产生1Hz～1MHz范围内的低频信号。

由于正弦波振荡电路中的放大器件是工作在线性区，因此在分析中，可以近似按线性电路来处理。

四 实验的内容及步骤

1实验元件参数的选择

实验电路图如下图3所示

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图3 RC桥式正弦波振荡电路图

RC串并联谐振网络的谐振频率。要求f0=1kHz，当C1=C2=0.01μF时， …… 此处隐藏：1704字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……