实验七  集成电路RC正弦波振荡电路

一、实验目的

    1.掌握桥式RC正弦波振荡电路的构成及工作原理。

    2.熟悉正弦波振荡电路的调整、测试方法。

    3.观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。

二、实验仪器

    1.双踪示波器

    2.低频信号发生器

    3.频率计

三、实验原理

    正弦波震荡电路必须具备两个条件是：一必须引入反馈，而且反馈信号要能代替输入信号，这样才能在不输入信号的情况下自发产生正弦波震荡。二是要有外加的选频网络，用于确定震荡频率。因此震荡电路由四部分电路组成：1、放大电路，2、选频网络，3、反馈网络，4、稳幅环节。实际电路中多用LC谐振电路或是RC串并联电路（两者均起到带通滤波选频作用）用作正反馈来组成震荡电路。震荡条件如下：正反馈时，，所以平衡条件为，即放大条件，相位条件，起振条件。

    本实验电路常称为文氏电桥震荡电路，由和组成电压串联负反馈，使集成运放工作于线性放大区，形成同相比例运算电路，由RC串并联网络作为正反馈回路兼选频网络。分析电路可得：。当时，有，设，有，。当时，，此时取稍大于3，便满足起振条件，稳定时。

填空题：

(1)图11.1中，正反馈支路是由  RC串并联电路 组成，这个网络具有  选频   特性，要改变振荡频率，只要改变 R 或 C 的数值即可。

(2)图11.1中，1R_P和R₁组成负反馈，其中  Rp 是用来调节放大器的放大倍数，使A_V≥3。

四、实验内容

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电路实验报告三

《RC正弦波振荡器》

实验内容一：

1.1、关闭系统电源。按图1-1连接实验电路，输出端Uo接示波器。

1.2打开直流开关，调节电位器RW，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。描绘Uo的波形，记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的RW值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。

1.3.电位器RW，使输出电压Uo幅值最大且不失真，用交流毫伏表分别测量输出电压Uo、反馈电压U+（运放③脚电压）和U-（运放②脚电压），分析研究振荡的幅值条件。

1.4.器振荡频率fO，并与理论值进行比较。

图1-1

实验结果:

1.2

负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响:

解: RC桥式振荡器要求放大器的放大倍数等于3，如果负反馈较弱，放大倍数就过大使波形失真；负反馈太强使放大倍数小于或等于3，则起振困难或工作不稳定。

 

图1-2

图1-3

图1-4

1.3

输出电压Uo幅值最大且不失真时输出波波形图见图1-5

幅值平衡条件
总增益大于1，可以产生振荡，但是，输出信号会越来越大，最后收器件电源电压限制，输出被限幅，输出波形会有畸变。因此，幅值平衡条件是总增益=1。

图1-5

1.4

思考题

1、  正弦波振荡电路中有几个反馈支路？各有什么作用？运放工作在什么状态？

2、  电路中二极管为什么能其稳幅作用？断开二极管，波形会怎样变化？

解:1. 正弦波振荡电路中有一个正反馈支路，一（三？）个负反馈支路。

2. （1）二极管控制电路增益，实现稳幅。二极管决定稳幅控制电路的控制力度，即决定了控制电压每变化1个单位引起的Io变化量，直接影响反馈电路的增益。稳幅环节是利用两个反向并联二极管VD1、VD2正向电阻的非线性特性来实现的，二极管要求采用温度稳定性好且特性匹配的硅管，以保证输出正、负半周波形对称；R4的作用是削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。

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实验九 RC正弦波振荡电路

一、实验目的

1、熟悉Multisim9软件的使用方法。

2、学习用集成运放构成RC正弦波发生器。

3、了解二极管稳幅原理、场效管稳幅原理及基本实现方法及基本测量方法。

二、虚礼实验仪器及器材

双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、集成电路741

三、实验原理与步骤

RC正弦波振荡主要讨论以下电路：二极管稳幅的RC桥式振荡器，RC移相式振荡器，场效应管稳幅的桥式振荡器和RC双T反馈式振荡器，只要按图示元件参数连接好电路，将仪器库中的示波器连接到振荡器的输出端VO，打开电源开关，即可观察到振荡器的输出正弦电压波形，通过这些电路，我们可以对RC振荡器的振荡条件，起振过程，稳幅措施以及选频网络的选频特性等做较深入研究。另外，还可以由示波器测出电路的振荡周期和振荡频率，然后与理论值加以比较，从而加深对基本理论的理解。

1、二极管稳幅的RC桥式振荡器

（1）输入如下电路

是一个二极管稳幅的RC桥式振荡电路，电路中R1，R2，C1，C2构成R，C串，并联选频网络。我们首先对选频网络进行选频特性分析，在Multisim主界面内重建选频网络电路如图7.8-2所示。

规定好电路的输入，输出节点，用仪器库的函数发生器在输入端加交流正弦电压（Vi幅值为5V，频率为10KHz。选择分析菜单中交流频率分析项分析选频网络后得幅频响应和相频响应曲线。

  （2）振荡电路中二极管D1，D2构成稳幅环节，调节R4可观察幅度条件改变对振荡的影响。控制开关S1的通，断（或者通断电源）可由示波器观察振荡器起振与稳幅过程。

（3）.输出最大不失真情况下，用交流毫伏表测量输出电压，反馈电压，分析研究震荡的条件。

（4.）断开二极管D1、D2，重复以上实验，并比较分析有何不同。

2、场效应管稳幅的RC桥式振荡器

 图7.8-5为一采用场效应管稳幅的RC桥式振荡器，在此电路中，由Q1，R3，R6构成稳幅环节。C3，R5，R7，R4，D1各元件组成输出电压负半波整流滤波电路，为N沟道结型场效应管Q1提供一可调的直流负偏压，以调整场效应管的沟道电阻。

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RC桥式正弦波振荡电路

09信工五班-古立全-21号

一、电路预设计（包括电路结构的分析、设计，元件参数的计算，电路指标的核算）

       电路结构的分析与设计：

电源供电方式：双电源供电、12V

电路结构：选频网络为RC选频网络，放大电路为正相比例放大电路

中心频率：文氏电桥式RC振荡器适用于低频振荡信号，一般用于产生频率为1 Hz-1MHz的正弦波信号，在本实验中，中心频率选为1000Hz。 

 

       元件参数的计算：

       （1）确定R、C值

       由于f₀=1/2πRC=1000Hz，得到RC=1/2πfo=1.59*10^-4

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Ri和输出电阻Ro的影响，应使R满足下列关系式：Ri>>R>>Ro，一般Ri约为几百千欧以上，Ro仅为几百欧以上。故确定R=16KΩ，则C=0.01uF。

       （2）确定R1、Rf

       RC选频网络对于中心频率f₀的放大倍数为F=１/3，而回路起振条件为AF>=1。故放大电路的电压放大倍数A=(R1+Rf)/R1>=3，即Rf/R1>=2，取Rf/R1=2。而Rf=R_RP+R₂//r _d其中，r _d 为二极管的正向动态电阻。

       为了减小输入失调电流和漂移的影响，电路应该满足直流平衡条件，即：

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一、        实验目的

1.      掌握桥式RC正弦振荡电路的构成及工作原理

2.      熟悉正弦波振荡电路的调整、测试方法

3.       观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法

二、        实验仪器

1.         双踪示波器

2.         低频信号发生器

3.         频率计

三、        预习要求

1.      复习RC桥式振荡电路的工作原理

2.      完成下列填空题

（1）图11-1中，正反馈支路是由 Rp1和C1     组成，这个网络具有恒压     特性，要改变振荡频率，只要改变  Rp1   或  C1    的数值即可。

 （2）图11-1中，1Rp和R1组成  电压串联负    反馈，其中 Rp2   是用来调节放大器的放大倍数，使Av3.

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实验十一 集成电路RC正弦波振荡电路

一、实验目的

    1.掌握桥式RC正弦波振荡电路的构成及工作原理。

    2.熟悉正弦波振荡电路的调整、测试方法。

    3.观察RC参数对振荡频率的影响，学习利用李沙育图形测定的振荡频率方法。

二、实验仪器

    1.双踪示波器

    2.低频信号发生器

    3.频率计

三、预习要求

    1.复习RC桥式振荡电路的工作原理。

    2.完成下列填空题：

(1)图11.1中，正反馈支路是由              组成，这个网络具有       特性，要改变振荡频率，只要改变     或       的数值即可。

(2)图11.1中，1R_P和R₁组成负反馈，其中      是用来调节放大器的放大倍数，使A_V≥3。

正弦波震荡电路必须具备两个条件：一必须引入反馈，而且反馈信号要能代替输入信号，这样才能在不输入信号的情况下自发产生正弦波震荡。二是要有外加的选频网络，用于确定震荡频率。因此震荡电路由四部分电路组成：1、放大电路，2、选频网络，3、反馈网络，4、稳幅环节。实际电路中多用LC谐振电路或是RC串并联电路（两者均起到带通滤波选频作用）用作正反馈来组成震荡电路。震荡条件如下：正反馈时，，所以平衡条件为，即放大条件，相位条件，起振条件。

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 RC正弦波振荡电路

一、实验目的

1、熟悉Multisim9软件的使用方法。

2、学习用集成运放构成RC正弦波发生器。

3、了解二极管稳幅原理、场效管稳幅原理及基本实现方法及基本测量方法。

二、虚礼实验仪器及器材

双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、集成电路741

三、实验原理与步骤

RC正弦波振荡主要讨论以下电路：二极管稳幅的RC桥式振荡器，RC移相式振荡器，场效应管稳幅的桥式振荡器和RC双T反馈式振荡器，只要按图示元件参数连接好电路，将仪器库中的示波器连接到振荡器的输出端VO，打开电源开关，即可观察到振荡器的输出正弦电压波形，通过这些电路，我们可以对RC振荡器的振荡条件，起振过程，稳幅措施以及选频网络的选频特性等做较深入研究。另外，还可以由示波器测出电路的振荡周期和振荡频率，然后与理论值加以比较，从而加深对基本理论的理解。

1、二极管稳幅的RC桥式振荡器

（1）输入如下电路

是一个二极管稳幅的RC桥式振荡电路，电路中R1，R2，C1，C2构成R，C串，并联选频网络。我们首先对选频网络进行选频特性分析，在Multisim主界面内重建选频网络电路如图7.8-2所示。

规定好电路的输入，输出节点，用仪器库的函数发生器在输入端加交流正弦电压（Vi幅值为5V，频率为10KHz。选择分析菜单中交流频率分析项分析选频网络后得幅频响应和相频响应曲线。

  （2）振荡电路中二极管D1，D2构成稳幅环节，调节R4可观察幅度条件改变对振荡的影响。控制开关S1的通，断（或者通断电源）可由示波器观察振荡器起振与稳幅过程。

（3）.输出最大不失真情况下，用交流毫伏表测量输出电压，反馈电压，分析研究震荡的条件。

（4.）断开二极管D1、D2，重复以上实验，并比较分析有何不同。

2、场效应管稳幅的RC桥式振荡器

 图7.8-5为一采用场效应管稳幅的RC桥式振荡器，在此电路中，由Q1，R3，R6构成稳幅环节。C3，R5，R7，R4，D1各元件组成输出电压负半波整流滤波电路，为N沟道结型场效应管Q1提供一可调的直流负偏压，以调整场效应管的沟道电阻。

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