文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路的设计与测试

电子工程学院

一、实验目的

1.掌握文氏桥振荡电路的设计原理

2.掌握文氏桥振荡电路性能的测试方法

二、实验预习与思考

1.复习应用集成运放实现文氏振荡桥电路的原理

2.设计文氏桥振荡电路，实现正弦信号的产生，并设计实验报告，记录实验数据。

3.文氏桥振荡电路中，D 1、D 2是如何稳定幅的？

三、实验原理

如图1所示，RC 文氏桥振荡电路其中RC 串，并联电路构成真反馈支路，并起选频作用，R 1、R 2、R W 及二极管等原件构成负反馈和稳幅环节。调节R W 可改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件与改变波形。利用两个反向的并联二极管D 1、D 2要求特性匹配，以确保输出波形正，负半周期对称。R 3的接入是为了消弱二极管死区的影响，改善波形失真。

电路的振荡频率：01

2f RC

π=

图1 文氏桥振荡电路

起振的幅值条件：1

13f f R A R =+

≥

调整R W，使得电路起振，且失真最小。改变选频网络的参数C或R，即可调节振荡频率。

四、实验内容

1.文氏桥振荡器的实现

根据元件，应用集成运放设计并搭建实现文氏桥振荡电路，调节电路中参数使得电路输出从无到有，从正弦波到失真。定量地绘出正弦波的波形，记录起振时的电路参数，分析负反馈强弱规律对起振条件及输出波形的影响。并记录出最大不失真输出时的振幅。

1.当Rw=550Ω时电路开始拥有输出波形；

2.当增加Rw的值时，振幅逐渐增加；且当Rw=750Ω时，输出波形开始出现失真，此时的正弦波振幅为8.569，周期为约2.188ms

3.当继续增加Rw的值时，失真将加剧，如下两图所示：

此时Rw=10kΩ

此时R w=17kΩ

2.研究RC参数对振荡频率的影响

改变R、C参数的大小，用示波器观测起振的正弦输出，分析R、C参数对振荡频率的影响。

将R减小至1kΩ，得到波形如下

R减小时，起振时间减小，周期减小变为约1.265ms，频率增大。

将R增大到2kΩ得到波形如图

R增大时，起振时间增大，周期增大变为约2.530ms，频率减小。将C增大到400nF时，得到波形如图

C增大时，起振时间增大，周期增大至约3.805ms，频率减小。同理，C减小时，起振时间减小，周期减小，频率增大。

3.稳幅作用的分析

断开稳幅电路中的D1、D2，调解电路参数，使得输出为最大不失真状态，分析D1、D2在电路中的稳幅作用。

去掉D1、D2以后，波形图以及R W如图：

在T2时开始不失真，此时R W阻值为500Ω，由此可得二极管在电路中起到增大输出范围，稳定输出电压的作用。

五、实验结论分析

1.R、C乘积越大，电路增益越大，输出波形振幅越大。

2.两个二极管的作用:稳定输出幅度，增大输出范围。