模电实验-正弦波振荡电路

正弦波振荡电路
一、实验要求：
1、振荡频率：f0＝500Hz；
2、输出电压有效值V0≥8V，且输出幅度可调；
3、集成运放采用μA741，稳幅元件采用二极管；
4、电容选用标称容量为0.047uF的金属膜电容器，电位器Rw选用47KΩ，二极管并联的电阻选用10kΩ。

二、实验仿真分析：
1、设计参数：已知C=0.047uF, R=1/(6.28*500*0.047*10-6 )=6.78K，R1=3.1/2.1*R=10K,
Rf=2.1*R1=21K, 取R3=10K, 则R2=Rf-R3/2=16K
2、仿真输出波形，设置瞬态分析，仿真时间设为30ms,最大步长为0.01ms,选中skip initial transient solution ,以使电压从0开始起振，分析知振荡幅值没有达到8V，故增大R2，增大得过多，又会出现失真，最会确定R2为18k.且此时振荡频率符合要求。

3、输出电压波形为：C2
0.047u
D1
周期为2ms
(1) 在Probe 中对输出波形进行傅里叶分析
（2）在pspice 中经行傅里叶分析，查看输出文件
FOURIER COMPONENTS OF TRANSIENT RESPONSE V(N01135) DC COMPONENT = 5.709746E-02
HARMONIC FREQUENCY FOURIER NORMALIZED PHASE NORMALIZED NO (HZ) COMPONENT COMPONENT (DEG) PHASE (DEG)
1 5.000E+0
2 9.956E+00 1.000E+00 -7.811E+01 0.000E+00 2 1.000E+0
3 4.473E-02 4.493E-03 -6.870E+01 8.751E+01 3 1.500E+03 2.625E-01 2.637E-02 7.320E+01 3.075E+02
4 2.000E+03 7.411E-03 7.444E-04 -1.393E-01 3.123E+02
5 2.500E+03 1.148E-01 1.153E-02 -6.699E+01 3.235E+02
6 3.000E+03 9.616E-03 9.659E-04 -3.727E+01 4.314E+02
7 3.500E+03 5.762E-02 5.788E-03 1.366E+02 6.833E+02
8 4.000E+03 9.774E-04 9.818E-05 6.531E+01 6.902E+02
Time
0s
5ms
10ms 15ms 20ms 25ms 30ms
V(D1:1)
-10V
-5V
0V
5V
10V
Frequency
0Hz
0.1KHz 0.2KHz 0.3KHz 0.4KHz 0.5KHz 0.6KHz 0.7KHz 0.8KHz 0.9KHz 1.0KHz
V(D1:1)
0V 2.0V
4.0V
6.0V
8.0V
9 4.500E+03 4.233E-02 4.252E-03 -1.666E+01 6.863E+02 TOTAL HARMONIC DISTORTION = 3.002431E+00 PERCENT
1、 调节R2为19K ，输出电压V0从无到有，从正弦波直至削顶
2、 当二极管D1开路时，输出波形为：
C20.047u
D1
Time
0s
5ms 10ms 15ms 20ms 25ms 30ms
V(D2:2)
-20V
-10V
0V
10V
20V
20V
10V
0V
-10V
-20V
0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms V(D2:2)
Time
6当D2开路时
20V
10V
0V
-10V
-20V
0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms V(D1:1)
Time
可知输出波形为削顶波
7、当R3开路时，输出波形为
20V
10V
0V
-10V
-20V
0s5ms10ms15ms20ms25ms30ms V(D2:2)
Time
仍为正弦波，只是幅值减小而已
三、实验体会：
本次实验参数的理论值和实际值非常接近，使得调试极为顺利。

需要注意的就是瞬
态分析时间参数的设置以及傅里叶分析的区分，总体而言，实验并不太难。