采用运算放大器设计正弦波振荡器 (1)
1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作
目录摘要 (2)1．系统基本方案 (2)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (2)1.2. 运算放大器的选择 (3)1.3最终的方案选择 (3)2.正弦波发生器的工作原理 (3)2.1正弦波振荡电路的组成 (3)2.1.1 RC选频网络 (3)2.1.2放大电路 (6)2.1.3正反馈网络 (6)2.2产生正弦波振荡的条件 (6)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (7)3．系统仿真 (7)4．结论 (8)参考文献： (11)附录 (13)1KHZ 桥式正弦波震荡器电路的设计与制作摘要 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RC f π210=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、LM741CN1．系统基本方案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。
图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： 12R R f>。
它的振荡频率为：RCf π210=。
1.2. 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。
1.3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千赫兹，可调范围宽，电路简单易调整，同时波形失真系数为千分之几。
很适合我们题目的要求。
故采用文氏电桥振荡电路.RC 文氏电桥振荡电路是以RC 选频网络为负载的振荡器.这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。
三点式正弦波振荡器(高频电子线路实验报告)
三点式正弦波振荡器(高频电子线路实验报告)摘要本实验采用三点式正弦波振荡器电路，通过实验验证了三点式正弦波振荡器的设计和实际应用，其中包括三点式正弦波振荡器的基本原理、电路结构和工作特性等。
实验结果表明，通过合理的电路设计和优化，可以得到高精度、稳定性好的正弦波振荡器，为工程应用提供了重要的参考。
关键词：三点式正弦波振荡器、电路结构、工作特性一、实验目的1.熟悉三点式正弦波振荡器的基本原理和电路结构；3.通过实验验证三点式正弦波振荡器的设计和实际应用。
二、实验原理三点式正弦波振荡器是一种常用的基本电路，它通过正反馈作用在电路中产生自激振荡现象，从而输出对称的正弦波信号。
其基本原理如下：当输出正弦信号幅度变动时，输入放大器的反相输出端和反馈电容之间的电压也会变化，导致反馈放大器的增益也会随之变化，最终导致输出正弦波的幅度稳定在一定的水平上。
同时，在电路中增加合理的RC网络，可以使三点式正弦波振荡器输出的波形更加准确、稳定。
其中，- OA1, OA2分别为运算放大器；- R1, R2, R3分别为电阻，C1, C2分别为电容，L为电感；- 输出信号可以从OA1反相输出端或者OA2非反相输出端输出。
三、实验过程本实验采用EDA软件进行电路仿真和搭建，整个实验过程分为以下几个步骤：1.根据电路原理图，使用EDAW工具将三点式正弦波振荡器的电路搭建出来；2.依据实验材料，按照电路图要求选择合适的R、C、L值；3.将搭建好的电路连接上电源（+12V），开启仿真。
4.在电路仿真过程中，通过示波器观察输出的正弦波形，并分析波形的稳定性和频率响应等特性；5.修改电路参数，观测输出波形的变化情况，并记录相应的数据；四、实验结果通过实验，在合适的电路参数和电源电压下，三点式正弦波振荡器的输出波形为一定幅值的正弦波。
图2 实验得到的三点式正弦波振荡器输出波形五、实验分析通过本实验，我们可以看出三点式正弦波振荡器具有以下特点：1.输出波形准确、稳定。
正弦波振荡器原理
正弦波振荡器原理
正弦波振荡器是一种产生正弦波信号的电路或设备，它的工作原理基于反馈回路和谐振现象。
首先，正弦波振荡器通常由放大器和反馈网络组成。
放大器负责提供信号的放大，而反馈网络则将一部分输出信号返回输入端，从而使电路产生振荡。
具体来说，当正弦波振荡器开始工作时，放大器会放大输入信号。
将一部分放大后的信号通过反馈网络返回到放大器的输入端，与输入信号相叠加。
这就形成了一个反馈回路。
在反馈回路中，存在向前传输的放大路径和反馈传输的路径。
放大路径将输入信号进行放大，而反馈路径则将一部分输出信号返回输入端。
在理想情况下，放大路径和反馈路径的增益相等，从而使得回路保持稳定。
当反馈回路的增益满足特定的条件时，回路会产生谐振现象。
也就是说，输入信号和反馈信号在回路中互相加强，形成一个持续不衰减的振荡。
为了保持回路稳定，正弦波振荡器会引入一些稳定元件，如电容和电感。
这些元件能够提供适当的频率选择和谐振调节，以确保输出信号的频率稳定和准确。
总之，正弦波振荡器通过反馈回路和谐振现象来产生稳定的正弦波信号。
合适的放大器、反馈网络和稳定元件的组合能够实
现不同频率范围内的正弦波振荡器。
这在电子通信、信号处理、声音合成等许多应用领域中都有着广泛的应用。
运算放大器应用电路的设计与制作
运算放大器应用电路的设计与制作运算放大器1.原理运算放大器是目前应用最广泛的一种器件，当外部接入不同的线性或非线性元器件组成输入和负反馈电路时，可以灵活地实现各种特定的函数关系。
在线性应用方面，可组成比例、加法、减法、积分、微分、对数等模拟运算电路。
运算放大器一般由4个部分组成，偏置电路，输入级，中间级，输出级。
图1运算放大器的特性曲线图2运算放大器输入输出端图示图1是运算放大器的特性曲线，一般用到的只是曲线中的线性部分。
如图2所示。
U对应的端子为“-”，当输入U单独加于该端子时，输出电压与输入电压U 反相，故称它为反相输入端。
U+对应的端子为“ + ”，当输入U+单独由该端加入时，输出电压与q 同相，故称它为同相输入端。
输出：U0= A(U+-UJ ; A称为运算放大器的开环增益(开环电压放大倍数)。
在实际运用经常将运放理想化，这是由于一般说来，运放的输入电阻很大，开环增益也很大，输出电阻很小，可以将之视为理想化的，这样就能得到：开环电压增益Ad=x ；输入阻抗r i=x ；输出阻抗r o=0；带宽f BW=^；失调与漂移均为零等理想化参数。
理想运放在线性应用时的两个重要特性输出电压U与输入电压之间满足关系式：Ub= Ad (L+- L U),由于A ud=^，而U 为有限值，因此，U— UL^O o即U〜U-,称为“虚短”。
由于r i二X,故流进运放两个输入端的电流可视为零，即I IB = 0,称为“虚断”这说明运放对其前级吸取电流极小上述两个特性是分析理想运放应用电路的基本原则， 可简化运放电路的计算。
运算放大器的应用(1)比例电路所谓的比例电路就是将输入信号按比例放大的电路， 比例电路又分为反向比例电路、同相比例电路、差动比例电路。
(a) 反向比例电路反向比例电路如图3所示，输入信号加入反相输入端：对于理想运放，该电路的输出电压与输入电压之间的关系为：U 。
訓为了减小输入级偏置电流引起的运算误差，在同相输入端应接入平衡电阻 R'= R// R F 。
电子技术实验报告—实验9集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器
电子技术实验报告实验名称：集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)1、产生自激振荡的条件 (3)2、RC 串-并联网络的选频特性 (4)3、自动稳幅 (5)三、实验仪器 (6)四、实验内容 (7)1、电路分析及参数计算 (7)2、振荡器参数测试 (8)3、振幅平衡条件的验证 (9)4、观察自动稳幅电路作用 (10)五、误差分析 (10)六、实验心得 (11)一、实验目的1、掌握产生自激振荡的振幅平衡条件和相位平衡条件。
2、了解文氏电桥振荡器的工作原理及起振条件和稳幅原理。
二、实验原理1、产生自激振荡的条件所谓振荡器是指在接通电源后，能自动产生所需的信号的电路，如多谐振荡器、正弦波振荡器等。
当放大器引入正反馈时，电路可能产生自激振荡，因此，一般振荡器都由放大器和正反馈网络组成。
其框图如图1 所示。
振荡器产生自激震荡必须满足两个基本条件：（1）振幅平衡条件：反馈信号的振幅应该等于输入信号的振幅，即：V F = V i或|AF| = 1（2）相位平衡条件：反馈信号与输入信号应同相位，其相位差应为：Ф= ФA + ФF = ±2nπ（n = 0、1、2……）为了振荡器容易起振，要求|AF|>1，即：电源接通时，反馈信号应大于输入信号，电路才能振荡，而当振荡器起振后，电路应能自动调节使反馈信号的振幅应该等于输入信号的幅度，这种自动调节功能称为稳幅功能。
电路振荡产生的信号为矩形波信号，这种信号包含着多种谐波分量，故也称为多谐振荡器。
为了获得单一频率的正弦信号，要求在正反馈网络具有选频特性，以便从多谐信号中选取所需的正弦信号。
本实验采用RC 串-并联网络作为正反馈的选频网络，其与负反馈的稳幅电路构成一个四臂电桥，如图3 所示，故又称为文氏电桥振荡器。
2、RC 串-并联网络的选频特性RC 串-并联网络如图2（a ）所示，其电压传输系数为：2()1122F +=12R1211(1)(21)122R2112R VF jwR c R c VO R j wc R jwc jwR c c wc R ++==+++++-（）当R1= R2= R ， C1= C2= C 时，则上式为：1()13()F j wRc wRc +=+-若令上式虚部为零,即得到谐振频率f o 为：1fo=2RC π 当f=f o 时，传输系数最大，且相移为0，即：F max =1/3，φF =0传输系数 F 的幅频特性和相频特性如图2（b ）（c ）所示。
利用运放实现正弦波振荡器
实验现象分析(续）
四、振荡频率与理论值有较大误差，原因分析：
选频电路元件理论值与实际值存在误差，有时会超过10%；
晶体管放大器的输入阻抗不满足无穷的理想条件，
影响了选频回路的参数引起误差。
五、放大器放大倍数过大或偏小，原因分析：
振荡输出观察有误，应保证在输出波形最大而不失真时 来测定放大倍数。 输出失真则放大倍数偏大，输出波形不是最大，则结果 与理论值偏小。
R2=R1 Z2
C2=C1
1.6k
0.1
Re1
Rb3
Re2
Ce2
1k
10k
1k
47
图1
RC桥式振荡器电原理图
反馈网络
放大器
实验原理—振荡条件
1 A 维持自激振荡的条件： F
放大器的传输 振荡器的反馈网络传输系数，A F 系数 1 A 振幅平衡条件： F
相位平衡条件： A F 2n，n 0， 1， 2， 3,
7、利用运放实现正弦波振荡器，重做3~6步的内容。
实验结果与分析
静态工作点测试结果：
晶体管 Q1 Q2 Uc（V） 7.64 6.31 Ue（V） 3.74 3.11 Ic（mA） 3.82 3.16 Ie（mA） 3.74 3.11
反馈电阻RF对输出波形的影响：
当RF很小时，输出端几乎没有波形，逐渐增大RF， 到某一特定的RF时，波形很快出现，并且波的振幅由 小变大非常快，然后就开始失真，所以，只有很小范 围内的RF才能得到较好的输出波形。
F Z2 jRC 1 ( 0 1 RC ) 2 2 2 Z1 Z 2 1 R C j3RC 3 j 0 0
正弦波振荡器的原理
正弦波振荡器的原理
正弦波振荡器是一种电路，用于产生稳定的正弦波信号。
它由几个基本组件构成，包括放大器、反馈电路和频率控制元件。
首先，放大器是振荡器的核心部分。
它负责放大输入信号的幅度，并提供足够的反馈信号以维持振荡器的振荡。
接下来是反馈电路。
它将一部分输出信号反馈到放大器的输入端，形成正反馈回路。
这样，输出信号经过放大后再次进入放大器，形成持续的振荡。
最后是频率控制元件，通常是由电容或电感构成的电路。
它的作用是控制振荡器的频率。
通过调整电容或电感的值，可以改变振荡器输出信号的频率。
当振荡器开始工作时，初始信号经过放大器放大后进入反馈电路。
由于正反馈的存在，输出信号不断增大，直到达到稳定的振荡状态。
振荡器的稳定性取决于正反馈回路的增益和频率控制元件的精确性。
需要注意的是，正弦波振荡器的工作受到许多因素的影响，例如温度、噪声和元件的非线性等。
因此，设计和优化正弦波振荡器需要考虑这些因素，并采取适当的措施来提高其性能和稳定性。
正弦波电路设计实验
运算放大器单电源供电电路
1
Rf2
VCC_CIRCLE Vcc
1
R
Vi
2
+2
1
2
CLE + C1
R1
3
1
+ R
C2
7V0
C3
VCC_CIRCLE
+ + -
Rf
1
2
Vcc
1
C1 +1 R1 2
VCC_CIRCLE Vi
2
R VCC_CIRCLE
4
A
2
V0
6
3
2
R2 1M
7
VCC_CIRCLE
1
1
R+ C2
2
2
(a)
(b)
如何选用反相和同相放大器
• 反相放大器的优点是：运放不管有无输入信号， 其两输入端电位始终近似为零，两输入端之间 仅有低于微伏级的差动信号（或亦称差模信 号）。而同相输入放大器的两个输入端之间除 有极小的差模信号外，同时还存在较大的共模 电压。虽然运放有较大的共模抑制比，但多少 也会因共模电压带来一些误差。如果要求输出 信号与输入信号反相，则采用反相放大器。
特性(Features):
• 内部频率补偿 • · 直流电压增益高(约100dB) • · 单位增益频带宽(约1MHz) • · 电源电压范围宽：单电源(3—30V)；双电源
(±1.5 一±15V) • · 低功耗电流，适合于电池供电 • · 低输入偏流 • · 低输入失调电压和失调电流 • · 共模输入电压范围宽，包括接地 • · 差模输入电压范围宽，等于电源电压范围 • · 输出电压摆幅大(0 至Vcc-1.5V)
RC正弦波振荡电路设计
RC正弦波振荡电路设计首先，我们需要了解RC正弦波振荡电路的基本原理。
振荡器是一种电路，它能够将直流电源的能量转换为交流信号。
在RC振荡电路中，我们使用了一个电容和一个电阻来实现振荡。
在RC正弦波振荡电路中，电容充电和放电的时间常数（记为τ）非常重要。
时间常数τ决定了振荡频率的大小，公式为τ=RC，其中R为电阻的阻值，C为电容的电容值。
接下来，我们将详细介绍如何设计RC正弦波振荡电路。
设计过程分为以下几个步骤：1.确定振荡频率：首先根据需要确定振荡的频率范围，并选择一个合适的频率。
振荡频率主要由电容值和电阻值决定，可以通过调整它们的比例来改变频率。
2.选择电容和电阻：根据已知的振荡频率，选择一个合适的电容和电阻。
一般来说，电容的值可以在几十皮法（pF）到几百微法（uF）之间选择，而电阻的值可以在几百欧姆（Ω）到几兆欧姆（MΩ）之间选择。
3.计算时间常数：根据所选择的电容和电阻的值，计算时间常数τ。
时间常数τ决定了振荡的频率，可以根据τ=RC公式计算得出。
4.根据振荡频率调整电容和电阻：如果振荡频率与所需要的频率不一致，可以通过调整电容和电阻的比例来改变频率。
通常来说，增加电容值可以降低频率，而增加电阻值可以提高频率。
5.考虑放大器：为了增强正弦波信号的幅度，可以在RC振荡电路中添加一个放大器电路。
放大器电路一般采用运算放大器、晶体管等元件实现。
6.振荡电路的稳定性：为了确保RC振荡电路的稳定性，可以在电容的两端或电阻的两端添加阻尼电阻，用来衰减振荡中的能量。
7.电源：振荡电路需要一个直流电源供电，电源电压的稳定性会影响振荡器的稳定性，因此需要选择一个稳定的电源。
最后，设计好RC正弦波振荡电路后，可以使用示波器等仪器进行验证，观察输出的波形是否为正弦波，并调整电容和电阻的值，使得输出的波形更加稳定和准确。
总结来说，RC正弦波振荡电路的设计步骤包括确定振荡频率、选择电容和电阻、计算时间常数、根据频率调整电容和电阻、考虑放大器、确保振荡电路的稳定性和选择稳定的电源。
1MHZ正弦波振荡器的设计
1MHZ正弦波振荡器设计李国建（安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆 246011）指导老师：吴昭方摘要：正弦波振荡器广泛的应用于测量、遥控、通讯、自动控制、热处理和超声波电焊等加工设备之中，也作为模拟电子电路的测试信号。
本文论述了正弦波振荡器的工作原理、组成框图及种类，具体设计了采用同相比例运算放大电路的和改进的反相比例运算放放大电路的两种1MHZ的RC桥式正弦波振荡器，并将两种正弦波振荡器做了比较。
关键词：正弦波振荡器，同相比例运算放大，差分比例运算放大1、引言在实践中，广泛采用各种类型的信号产生电路，就其波形来说，可能是正弦波或非正弦波，其中正弦波振荡器的运用尤为普遍。
实际运用中，正弦波振荡电路可分为RC振荡电路、LC振荡电路及石英晶体振荡器，现今石英晶体振荡器运用的最多，但大多用于产生高频正弦波。
RC正弦波振荡器多用于产生低频正弦波，同时它也是被运用最早且最好理解的一种正弦波振荡电路，对于学习理解正弦波振荡器十分有帮助，故学习设计RC正弦波振荡器是十分有必要且重要的。
2、正弦波振荡器的工作原理2.1正弦波振荡器的组成及框图正弦波振荡器电路可分为五个部分，即直流电源、放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅网络，其组成框图如图1所示。
直流电源——为放大器提供正常工作（放大功能）的条件。
放大电路——保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，实现能量的控制。
选频网络——确定电路的振荡频率，使电路产生单一频率的振荡，即电路产生正弦波振荡。
正反馈网络——引入正反馈，使放大电路的输入信号等于反馈信号。
稳幅网络——也就是非线性环节，作用是使输出信号幅值稳定。
在不少实用电路中，常将选频网络和正反馈网络“合二为一”，而且对于分立元件放大电路，也不再另加稳幅网络，而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
U振荡建立过程的原理框图图1中虚框内的)选出并放大→对f 0信号处于正反馈回到输入端→再经过放大和反馈，如此循环下去→稳幅电路使输出电压幅度稳定在一定值。
正弦波振荡电路设计课程设计
课程设计任务书学生姓名：陈翠芸专业班级：光信科1001指导老师：刘辛工作单位：武汉理工大学理学院题目：正弦波振荡电路设计初始条件：直流可调稳压电源一台、示波器一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、技术要求：设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。
2、主要任务：（一）设计方案（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；（2）以模拟器件电路为主，设计一个正弦波振荡电路（实现方案）；（3）依据设计方案，进行预答辩；（二）实现方案（4）根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图；（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；（6）在面包板上组装电路；（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；（8）撰写设计说明书，进行答辩。
3、撰写课程设计说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排：课程设计时间：17周－18周17周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；18周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。
指导教师签名：年月日系主任（或负责老师）签名：年月日目录1 技术指标 (3)2 设计方案及其比较 (3)2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (4)2.3 方案三 (5)2.4 方案比较 (5)3 实现方案 (5)4 调试过程及结论 (7)5 心得体会 (9)6. 参考文献 (11)正弦波振荡电路设计1 技术指标设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。
RC正弦波振荡电路-报告
电子线路EDA报告专业电气工程及其自动化学生姓名 xxx x学号 xxxxxx题目 RC正弦波振荡电路指导教师 xx2016年x月x日一、任务与要求了解用集成运算放大器构成简单的正弦波的方法，掌握RC桥式正弦波振荡器的设计、仿真与调试方法。
理解RC 正弦波振荡电路的工作原理，利用Multisim 软件创建RC 桥式正弦振荡电路图，仿真分析其起振条件，稳幅特性。
掌握Multisim 软件中常用元器件的选取和参数设置，常用电子仪表的使用及电路调试的基本方法。
设计一个RC 桥式振荡电路。
其正弦波输出为： 振荡频率：500Hz振荡频率测量值与理论值的相对误差 电源电压变化时，振幅基本稳定 振荡波形对称，无明显非线性失真二、电路原理分析1、RC 桥式振荡电路由RC 串并联选频网络和同相放大电路组成，如图1所示。
图中RC 选频网络形成正反馈电路，并由它决定振荡频率，和形成负反馈回路，由它决定起振的幅值条件和调节波形的失真程度与稳幅控制。
在满足1212R R R C C C ====，的条件下，该电路的振荡频率：o 12f RC π=（①）起振幅值条件 a bvf1a3R R A R +=≥或ba2R R ≥ （②）式中b 43d R R R r =+，d r 为二极管的正向动态电阻。
2、参数确定与元件选择一般说来，设计振荡电路就是要产生满足设计要求的振荡波形。
因此振荡条件是设计振荡电路的主要依据。
设计如图1所示振荡电路，需要确定和选择的元件如下：（1）确定R 、C 值根据设计所要求的振荡频率o f ，由式（①）先确定RC 之积，即o12RC f π=（③）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i R 和输出电阻o R 的影响，应使R 满足下列关系式：io R RR一般i R 约为几百千欧以上（如LM741型i 0.3M ΩR ≥），o R 而仅为几百欧以下，初步选定R 之后，由式（③）算出电容C 值，然后，再复算R 取值是否能满足振荡频率的要求。
集成运算放大器设计振荡电路
集成运算放大器设计振荡电路
集成运算放大器（Operational Amplifier，简称Op-Amp）在电路设计中广泛应用。
其在直流放大、交流放大、滤波、比较、反馈、振荡等方面都有着重要的应用。
振荡电路是一种特殊的电路，能够产生稳定的交流信号。
在Op-Amp中，通过适当的反馈，可以构成各种类型的振荡电路。
常见的Op-Amp振荡电路有三种：正弦波振荡器、方波振荡器和多谐振荡器。
正弦波振荡器采用了一个正反馈放大电路，输出信号经过滤波电路后再次输入到放大电路中，形成闭环。
在一定条件下，正弦波振荡器可以产生稳定的正弦波输出。
方波振荡器采用了一个Schmitt触发器作为反馈元件，利用其两个阈值来实现正反馈。
当输入信号超过上阈值时输出高电平，当输入信号低于下阈值时输出低电平，形成方波输出。
多谐振荡器是由多个共振回路组成的电路，可以产生多个频率的输出信号。
其电路结构相对复杂，需要精确设计调整各个回路的参数。
Op-Amp振荡电路的设计需要考虑电路稳定性、幅频特性、相频特性等因素，需要仔细计算和模拟，才能确保其正常工作。
同时，还需要注意反馈路径、电源等因素对振荡电路的影响。
电子工程师必备手册（下）--运算放大器设计及应用
电⼦⼯程师必备⼿册（下）--运算放⼤器设计及应⽤运算放⼤器设计及应⽤--电⼦⼯程师必备⼿册（下）电⼦⼯程专辑—为亚洲及中国的电⼦⼯程师社群提供及分析最新⼯业和科技趋势运算放⼤器设计与应⽤—电⼦⼯程师必备⼿册(下)⽬录：⼀、运算放⼤器设计应⽤经典问答集粹⼆、四类运算放⼤器的技术发展趋势及其应⽤热点电⼦⼯程专辑—为亚洲及中国的电⼦⼯程师社群提供及分析最新⼯业和科技趋势运算放⼤器设计与应⽤—电⼦⼯程师必备⼿册(下)⼀、运算放⼤器设计应⽤经典问答集粹1.⽤运算放⼤器做正弦波振荡有哪些经典电路问：⽤运算放⼤器做正弦波振荡器在学校时⽼师就教过，应该是⼀个常⽤的电路。
现在我做了⼏款，实际效果都不理想。
哪位做过，可否透露些经验或成功的电路？答：(1) ⽤以下⽅法改进波形质量：选⽤⾼品质的电容；对运放的电源进⾏去耦设计；对震荡器的输出信号进⾏滤波处理。
(2) 我曾经在铃流源电路中⽤到⼀种带有AGC电路的⽂⽒电桥振荡器，⽤来产⽣25Hz的正弦波，如图所⽰。
图中使⽤⼆极管限幅代替⾮线性反馈元件，⼆极管通过对输出电压形成⼀个软限幅来降低失真。
⽂⽒电桥或低失真的特性要求有个辅助电路来调节增益，辅助电路包括从在反馈环路内插⼊的⼀个⾮线性元件，到由外部元件构成的⾃动增益控制（AGC）回路。
通过D1对正弦波的负半周取样，且所取样存于C1中，选择R1和R2，必须使Q1的偏置定在中⼼处，使得输出电压为期望值时，（RG+RQ1）=RF/2。
当输出电压升⾼时，Q1增⼤电阻，从⽽使增益降低。
在上图所⽰的振荡器中，给运算放⼤器的正输⼊端施加0.833V电源，使输出的静态电压处在中⼼位置处（Vcc/2=2.5V），这⾥Q1多数⽤的是⼩信号的MOSFET 2N7000（N 沟道，60V，7.5欧），D1则选⽤1N4148。
以上供你参考。
(3)为克服RC移相振荡器的缺点，常采⽤RC串并联电路作为选频反馈⽹络的正弦振荡电路，也称为⽂⽒电桥振荡电路，如图Z0820所⽰。
RC正弦波振荡电路
实验7 RC 正弦波振荡电路1 实验目的：1.1 熟悉集成运算放大器构成的正弦波振荡电路的原理与设计方法。
1.2 掌握由运放构成的函数发生器。
2 预习要求：2.1分析图10-1电路工作原理,按照图中的元件参数,计算符合振荡条件的R W 值及振荡频率fo 。
2.2分析图10-4电路的工作原理，画出1o v 、2o v 的波形，推导1o v 、2o v 的波形的周期和幅度的计算公式。
2.3 按图10-4中给出的元件参数计算1o v 、2o v 的波形的周期和幅度,与实验实测值进行比较。
3 实验器材(1) 模拟实验箱 (2) 数字万用表 (3)示波器 (4) 集成运算放大器LM324/A 1片 （5）电子元件若干4 实验电路与原理及实验内容 4.1 RC 桥式正弦振荡电路RC 桥式正弦振荡电路如图10-1所示。
其中R 1、C 1、R 2、C 2是选频网络，接在集成运算放大器的输出与同相输入端之间。
构成正反馈，产生正弦自激振荡。
图中虚线框内的部分是带有负反馈的同相放大电路，其中R 3、R W 及R 4为负反馈网络，调节R W 即可改变负反馈的反馈系数，从而调节放大电路的电压增益，使之满足振荡的幅度条件。
二极管D 1、D 2起限制输出幅度，改善输出波形。
4.1.1 RC 串并联选频网络的选频特性一般取R 1=R 2=R ，C 1=C 2=C ，令R 1、C 1并联的阻抗为Z 1，R 2、C 2串联的阻抗为Z 2及ωo =RC 1,则Z 1=RC j R ω+1，Z 2=R Cj ω1+ 推出正反馈的反馈系数为)//(31211ωωωωo o o f J Z Z Z V V F -+=+==(10-1) 由此可得RC 串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别是R 1 16K22)//(31ωωωωO O F -+=（10-2）3)//(ωωωωϕO O F arctg--= （10-3）由（10-2）、（10-3）两式可画出其幅频特性与相频特性的曲线，如图10-3所示由(10-2)、（10-3）两式可知，当ω=ωO =RC 1时，反馈系数的幅值为最大，即F=31，而相频响应的相角φF =0。
正弦波振荡器实验内容和实验步骤
正弦波振荡器实验内容和实验步骤下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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基于Multisim的RC正弦波振荡器设计
基于Multisim的RC正弦波振荡器设计摘要:能将直流电源产生的能量自动转换成某一特定的频率、幅度、波形的交流信号，且是在没有外界激励信号的作用下产生的电路就称为振荡器。
使正弦波的波形频率趋于某值不再变动、振幅在一定数值上不再改变就是正弦波振荡器的作用。
本设计对RC正弦波振荡器进行仿真运用的是电路仿真软件Multisim14，得到RC正弦波振荡电路的振荡周期、振荡波形和稳幅环节。
为了能对RC正弦波振荡电路进行深刻的理解，本文通过分析图像和数据的综合分析，即比较容易的设计出RC正弦波振荡器。
关键词：Multisim14,RC正弦波振荡器,仿真,设计1引言电路理论是一门工程学，研究电路的基本定律和计算方法[1]。
它包括电路分析，电路综合和设计。
电路分析的使命是根据已知的电路布局和组件参数办理电路特征。
电路综合和设计是基于提出的电路性能要求，设计适当的电路结构和参数，以达到所需的电路性能[2]。
本文主要介绍利用Multisim14仿真软件进行RC正弦振荡电路分析的基本规律和计算方法。
RC正弦波振荡器电路由选频网络、反馈网络、稳幅环节和放大电路等几部分构成[3]。
其中，反馈网络与放大电路一起组成了正反馈系统，即满足环路增益AF=1;由电容和电阻元件配合构成的选频网络，可以实现频率单一的正弦波振荡;稳幅环节可以在过程使用放大元件的非线性特性让振荡波形的振幅不变。
负反馈放大电路的自激振荡的条件是AF=-1[2]，由于在放大电路中，为了提高电路增益的稳定性、扩展通频带、减小非线性失真等，故而将负反馈引入，但在振荡电路中，其是为了产生一个正弦波振荡为目的的，所以我们要有意识的将负反馈接成正反馈。
因为正反馈电路能确保提供给振荡器输入端的反馈信号处于同一相位，这样才能使电路持续振荡。
选频网络则只有容许某一特定的频率f0通过，才能使振荡器产生的频率为单一的输出。
在RC正弦波振荡电路的设计中，传统的办法不能准确地分析出振荡频率的大小、起振和幅值等，可以应用Multisim14软件进行灵活灵便的仿真分析，所以，振荡器会广泛应用在各种电设备和研究设备中。
电子技术基础课件第3章 集成运算放大器及正弦波振荡电路
图中VT3组成分压式工作点稳定电路，该电路当温度发生变 化时，Ie3基本不变，且
从而阻止了Ic1、Ic2随温度升高而增大，起到抑制零漂的作用。
*3.1.4 差动放大电路的4种接法
1．单端输入、双端输出式 单端输入、双端输出式差动放大电路如图3.3所示。
2．双端输入、单端输出式 双端输入、单端输出式差动放大电路如图3.4所示。
② 中间级。其作用是提供较高的电压放大倍数，一般由共发射 极放大电路组成。
③ 输出级。输出级的作用是提供一定的电压变化，通常采用互 补对称放大电路。
④ 辅助环节。使各级放大电路有稳定的直流偏置。
2．集成运放符号
集成运放是高电压放大倍数、高输入电阻、低输出电阻的直 接耦合放大电路，由于直接耦合放大电路存在零点漂移问题，所 以对零漂影响最大的第一级电路往往采用差动放大器。
（a）新符号
（b）旧符号
图3.9 集成运放的图形符号
3．主要参数 集成运放的性能可以用各种参数来反映，为了合理正确地
选择和使用集成运放，下面介绍集成运放的主要性能指标。 ① 开环电压放大倍数Auo：指无反馈时集成运放的差模电压放大 倍数。 ② 差模输入电阻rid：指差模输入时运放无外加反馈回路时的输 入电阻。
集成电路按电路功能可分为模拟集成电路和数字集成电路， 模拟集成电路主要有集成功率放大器、集成运算放大器、集成 稳压器等。由于集成电路体积小、稳定性好，因而在各种电子 设备及仪器中得到了广泛的应用。
3.2.1 集成电路的特点
与分立元件电路相比，集成电路具有以下突出特点。 1．可靠性高、寿命长 2．体积小、重量轻 3．速度高、功耗低 4．成本低
3．抑制零点漂移的措施 ① 选用稳定性能好的高质量的硅管。
② 采用高稳定度的稳压电源可以抑制电源电压波动引起的零漂。
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采用运算放大器设计正弦波振荡器(1)2006-12-26 作者：来源：互联网浏览次数：1088 文字大小：【大】【中】【小】振荡的判居一个反馈系统的典型形式如图1所示,下式给出任何一个反馈系统的特性（一个放大器与源的反馈元件构成一个反馈系统）。
VOUT/VIN=A/(1+Aβ) (1)振荡是由不稳定的状态引起的,反馈系统处于不稳定状态是由于传递函数不满足稳定条件所引起的。
当（1+Aβ）=0时,公式1等于∞,这表示VIN=0时,存在VOUT°因而设计一个振荡器的关键是确保Aβ=-1（巴克豪森判据）,或者使用复数形式的Aβ=1<-180°。
-18 0°相移判据适用于负反馈系统,而0°相移适用于正反馈系统。
当Aβ=-1时,反馈系统的输出电压变为无限大,当输出电压趋近于任何一个电源电压时,放大器中的有源器件改变增益,引起A值的改变,使Aβ≠-1,从而,振荡衰减,并最终停下来。
这里可能出现三种情况之一：第一,由于饱和或截止的非线性,可以使系统趋于稳定;第二,超始的振荡,可能引起系统的饱和（或截止）,并且在系统变为线性状态并向远离电源电压方向变化之前,可使这种状态保持很长一段时;第三,系统保持线性状态并向远离电源电压方向变化。
两者交替产生高度失真的振荡（通常为准方波）,而形成的振荡器被称为张弛振荡器。
三者交替产生正弦波振荡器。
所有振荡器都是由TLV247X运算放大器、5%精度的电阻和20%精度的电容构成的,从而元件的容差引起理想值与测量值之间差别。
振荡器中的相移公式Aβ=1<-180°中的180°相移是由有源元件和无源元件引入的,像任何精心设计的反馈电路那样,使振荡器取决于无源元件的相移,因为它精确且几乎不漂移。
应使由有源元件提供的相移最小,因为它随湿度而变化,有个很大的初始偏差,并且是与器件相关的。
应这样来选择放大器,使得它们在振荡频率处的相移极小或没有。
单极点RL或RC电路,每个极点提供90°的相移,为了实现振荡,要求的相移为180°,所以在振荡器的设计中,必须采用至少两个极点。
一个TL电路有两个极点,从而它可提供180°的相移。
但是在这里不考虑LC和LR振荡器,因为低频电感很贵、很笨重、体积又很大,所以是不理想的。
在超出了电压反馈运算放大器频率范围的高频应用中,应设计LC振荡器,因为这时电感的尺寸、重量和成本都显著地减少。
在低频振荡器设计中使用多个RC电路来代替电感。
由于在累加相移达到-180°的频率处,电路产生振荡,所以相移决定振荡的频率。
相移随频率的变化率dφ/dt决定了振荡的稳定性。
当缓冲的各个RC（一个运算放大器缓冲器提供高输入和低输出阻抗）是级联的时候,相移要用个数n来乘。
（见图2）尽管两个级联的RC可提供180°相移,但在振荡频率上dφ/dt是低的,从而便各由两个级联的RC构成的振荡器的频率稳定性很差。
三个同样的级联RC滤波器具有较高的dφ/dt,构成的振荡器改善了频率稳定性。
加入一个第四个RC,制成一个具有极好dφ/dt的振荡器,因而这是最稳定的振荡器结构。
由于流行的是四个运算放大器封在一起,所以四个是所能采用的最大数目。
而四个振荡器产生四个彼此相对相移为45°的正弦波,因此可以利用这个振荡器来获得正弦/余弦或正交正弦波。
晶体或陶瓷谐振器可以制成最稳定的振荡器,因为谐振器具有由它们的非线性特性而引起的极高的dφ/dt。
谐振器通常被用于重频振荡器,但是由于尺寸、重量和成本的限制,低频振荡器不使用谐振器。
带有晶体或陶瓷揩振器的振荡器不采用运算放大器,因为运算放大器的带宽较低。
经验表明,构成一个高频晶体振荡器,并利用对输出进行脉冲分频的方法来获得低频,比使用低频谐振器成本更低。
振荡器的增益振荡器的增益在振荡频率处必须等于1（Aβ=1<-180°）。
当增益大于1且振荡停止时,电路是稳定的,当增益大于1,同时上移为-180°时,有源器件的非线性将增益降低到1。
当放大器摆到接近于电源电压时,由于截止或饱和降低了有源器件（晶体管）的增益,就有非线性情况发生。
这种矛盾是那种最坏的情形,设计实践要求额定的增采用运算放大器设计正弦波振荡器(2)2006-12-26 作者：来源：互联网浏览次数：1089 文字大小：【大】【中】【小】益大于1,以便于制造,但是过量的增益会引起输出正弦波的更大失真。
当增益太低时,在最坏条件下振荡停止。
而当增益太高时,输出波形的形状与正弦波相比看起来更像方波。
失真是由于过量的增益导致放大器过驱动而直接造成的,所以对于低失真振荡器一定要十分仔细地控制增益。
移相振荡器具有失真,但是由于各个级联的RC起失真滤波器的作用,所以它们能获得低失真的输出电压。
缓冲的移相振荡器也具有低失真,因为可以对增益加以控制并把增益在各缓冲器中加以分配。
某些电路结构（文氏电桥）或低失真的规范要求有个辅助电路来调节增益,辅助电路包括从在反馈环路内插入的一个非线性元件,到由外部元件构成的自动增益控制（AGC）回路。
文氏电桥振荡器图3绘出了文氏电桥电路的结构,回路在正输入处断开,利用下式来计算反馈系数。
式中s=jω,且j=根号-1当ω=2πf=1/RC时,反馈是同相的（这是正反馈）,而增益是1/3,因此振荡要求放大器具有3倍的增益。
当RF=2RG时,放大器的增益是3,并且产生频率等于1/2πRC的振荡。
在元件值如图3所示的情况下,电路在1.65kHz而不是在1.59kHz处振荡,但失真是显著的。
图4表示的文氏电桥电路带有非线性反馈,把灯泡电阻RL选作反馈电阻RF的一半,灯炮上的电流由RF和RL确定,灯泡电流和电阻之间的非线性关系保持输出电压的变化很小。
有些电路使用二极管限幅代替非线性反馈元件,二极管通过对输出电压形成一个软限幅来降低失真。
当这些技术中没有一种能提供低失真时,就必须使用AGC,带有AGC电路的典型文氏电桥振荡器如图5所示。
通过D1对负正弦波取样,且所取样储存在C1上,要这样来选R1和R2,让Q1的偏置定在中心处,使得输出电压为期望值时,（RG+RQ1）=RF/2。
当输出电压升高时,Q1增大电阻,从而使增益降低。
在图3所示的振荡器中,给运算放大器的正输入端施加0.833V电源,使输出的静态电压处在中心位置处（Vcc/2=2.5V）。
移相振荡器（一个运算放大器）可以用一个运算放大器来构成一个移相振荡器,如图6所示。
假设移上的各个RC是彼此独立的,于是写出下式：当每个的相移是-60°时,回路的相移是-180°,这是在ω=2πf=1.732/RC时出现的（因为t o60°=1.732）,在该点β的幅值是（1/2）3,于是,为了使系统的增益等于1,则增益A必须等于8.在元件值如图6所示的情况下,振荡频率为3.76kHz,而不是计算出的2.76kHz。
起振要求的增益是26而不是计算出的增益8。
这些差异不完全是由于元件的变化产生的,而最大的影响因素是各个RC彼此没有负载效应这一不正确的假设。
在有源元件很大并很贵的情况下,这种电路结构是非常流行的,但是现在运算放大器很便宜又很小,并且可以四个运放封在一起,因此单运放移相振荡器失去了流行性。
缓冲移相振荡器图7所示的缓冲移相振荡器在2.9kHz处振荡（理想的频率为2.76kHz）,而且它是在增益为8.33的情况下振荡（理想的增益为8）。
缓冲器避免了各个RC彼此间的负载效应,从而缓冲移相振荡器可运行于更接近于教育处出的频率和增益。
设置增益的电阻RG成为第三个RC的负载,如果采有四运放中的第四个运算放大器对这个RC进行缓冲,则性能就变为理想的。
可以从第三或第四个移相振荡器中获得低失真的正弦波,而最纯净的正弦波是由最后一个RC的输出上取得的。
这是个高阻抗节点,因此利用高阻抗输入来防止负载效应以及随着负载的变化而出现的频率漂移。
正交振荡器正交振荡器是另一种形式的移相振荡器,但是要这样配置三个RC,使每节提供90°相移。
由于在运算放大器的输出之间存在90°的相移（见图8）,所以把输出标为正弦和余弦（正交）,回路增益用下式计算：Aβ=(1/R1C1s){(R3C3s+1)/[R3C3s(R2C2s+1)]} (4)当R1C1=采用运算放大器设计正弦波振荡器(3)2006-12-26 作者：来源：互联网浏览次数：1090 文字大小：【大】【中】【小】R2C2=R3C3时,公式4简化为：当ω=1/RC时,公式5简化为1<-180°,于是在ω=2πf=1/RC处产生振荡,试验电路在1.65kHz而不是在1.59kHz处产生振荡。
而这种差异是由元件的变化引起的。
Bubba振荡器Bubba振荡器是另一种移相振荡器（图9）,但它利用四运算放大器的封装以提供某些独特的优点。
四个RC要求每节45°的相移,从而该振荡器具有极好的dφ=dt,使频率漂移最小。
各个RC提供45°相移,于是从相间的两个取出的输出产生低阻抗的正交输出。
当从每个运算放大器提取输出时,该电路提供了四个45°相移的正弦波。
环路的方程式为：当ω=1/RC时,公式6简化为：相位=(tg -1)1=45°（8）为了能产生振荡,增益A必须等于4.当增益是4.17而不是理想的增益4时,该试验电路在1. 76kHz处振荡,而不是理想的频率1.72kHz。
在增益A很低和运放的偏置电流很小的情况下,增益设置电阻RG对最后一个RC没有负载效应,从而保证了振荡频率的精度。
可以从R 和RG的接合点处获得失真非常低的正弦波。
当要求所有的输出端都提供低失真的正弦波时,应当在所有运算放大器之间分配增益。
把提供增益的运算放大器的同相输入端偏置在0.5V,以便把静态输出电压设置在2.5V。
增益分配要求其它运算放大器偏置,但对振荡器的频率没有影响。
结语运算放大器振荡器局限于频谱的低端,因为在高频下,运算放大器没有所要求的带宽去实现低相移。
新型的电流反馈运算放大器也很难用在振荡电路中,因为它们对反馈电容很敏感。
由于电压反馈运算放大器会累积太大的相移,所以它们仅限于用在几百kHz的地方。
文氏电桥振荡器仅有少许的元件,且它的频率稳定性很好。
克服文氏电桥振荡器中的失真比使电路振荡更难。
正交振荡器仅需要两个运算放大器,但它有较在的失真。
移相振荡器尤其是Bubba振荡器有更小的失真,同时有很好的频率稳定性。
移相振荡器的性能改善是以更多的元件数为代价的。