文氏电桥正弦波发生器
文氏电桥振荡器的工作原理

文氏电桥振荡器的工作原理
文氏电桥振荡器是一种基于电桥平衡的振荡器电路,常用于产生稳定的正弦波信号。
其工作原理如下:
1. 电桥平衡状态
文氏电桥振荡器的基本原理是利用电桥的平衡状态来产生振荡。
电桥是由两个电阻和两个电容组成的电路,当电桥平衡时,电路中的电流为零。
为了产生振荡,需要在电桥中加入一个外部信号源,如一个交流电源或一个射频信号。
2. 振荡过程
当电桥中加入外部信号源后,电桥的平衡状态会被打破,电桥中的电流不再为零。
这个电流会通过电桥中的电阻和电容产生电压,从而改变电桥的平衡状态。
如果电桥中的电阻和电容的值可以使得电桥再次达到平衡状态,那么就可以产生稳定的振荡。
在文氏电桥振荡器中,通常使用两个可变电阻和两个固定电容组成电桥。
当电桥平衡时,振荡器处于稳态。
当加入一个外部信号源后,电桥会失去平衡,产生电流。
这个电流会通过电桥中的电阻和电容产生电压,从而改变电桥的平衡状态。
如果电桥中的电阻和电容的值可以使得电桥再次达到平衡状态,那么就可以产生稳定的振荡。
3. 输出信号
文氏电桥振荡器产生的输出信号为正弦波,其频率由电桥中的电容和电阻的值决定。
在振荡过程中,电桥的平衡状态会不断被打破和重新建立,从而产生周期性的电流和电压波动,最终形成稳定的正弦波输出信号。
综上所述,文氏电桥振荡器的工作原理基于电桥平衡状态和振荡过程,利用电桥中的电阻和电容的值来产生稳定的正弦波信号。
03 文氏电桥正弦波振荡电路的工作原理[7页]
![03 文氏电桥正弦波振荡电路的工作原理[7页]](https://img.taocdn.com/s3/m/c6dfbac39fc3d5bbfd0a79563c1ec5da50e2d68e.png)
2. RC型正弦波信号发生器
主要类型:
放大电路
文氏电桥振荡电路
移相式振荡电路
双T网络式振荡电路 (1) 文氏电桥振荡器
R 选频网络 C 反馈网络
RC
1) 电路组成
R1 +A
U·o
–
R2
8.1 正弦波信号发生器
2) RC串并联网络的选频特性
+ Z1
U·o
R 选选频频网网络络
C
(a) 当f= f0 时 U·f 与 U·o 同相位 U·f的幅值最大
U·f = U·o /3
R C
U f R C
R1 +A
U·o
–
R2
A
(b) 当
≥3 时,满足振荡条件。
(c) 振荡频率
当时,F0
当=0时,F=Fmax=1/3
f0
f
8.1 正弦波信号发生器
相频特性
相频特性分析
当0时,F 90 当时, F –90 当=0时, F = 0 可见,当=0时 F =0,且反馈最强
幅F 频 1/3 特 性 曲 线0
相 频 特 性0 曲 线
f0
f
f0
f
8.1 正弦波信号发生器
3)工作原理
U·o
–
R2
Z2 –
R
C U·f
–
图中
8.1 正弦波信号发生器
+ R
反馈系数 ·
· ·
Z1
C
U·o
+
Z2
R
C U·f
–
–
8.1 正弦波信号发生器
·
即 ··
令
正弦波发生器的工作过程

正弦波发生器的工作过程正弦波发生器是一种电子设备,主要用于产生正弦波信号。
正弦波是一种周期性的波形,具有恒定的频率和幅度。
在电子工程中,正弦波信号被广泛应用于各种电子设备和系统中,如通信系统、音频设备、测量仪器等。
正弦波发生器的工作原理和过程可以通过以下几个方面进行描述。
一、基本原理正弦波发生器的基本原理是利用振荡电路产生稳定的正弦波信号。
振荡电路是一种能够自我激励并产生振荡的电路,其中包括一个放大元件和反馈网络。
通过适当的设计和调节,振荡电路可以产生稳定的正弦波信号。
二、主要组成部分正弦波发生器通常由以下几个主要组成部分构成:1.放大器:放大器是整个正弦波发生器的核心部分,它负责放大振荡电路中的信号。
常见的放大器包括运放(操作放大器)和晶体管等。
2.反馈网络:反馈网络将一部分输出信号反馈到输入端,起到稳定振荡的作用。
常见的反馈网络包括RC网络(电阻-电容网络)和LC 网络(电感-电容网络)等。
3.频率控制电路:频率控制电路可以调节正弦波的频率。
常见的频率控制电路包括电容器和电感器等。
4.幅度控制电路:幅度控制电路可以调节正弦波的幅度。
常见的幅度控制电路包括电阻、变阻器和放大器增益控制等。
三、工作过程正弦波发生器的工作过程可以分为以下几个步骤:1.初始条件设置:根据需要,设置正弦波的频率和幅度。
通过调节频率控制电路和幅度控制电路,可以实现对正弦波的精确控制。
2.放大器放大:放大器将输入信号进行放大,增加信号的幅度。
放大后的信号经过反馈网络返回到输入端,形成闭环反馈。
3.反馈作用:反馈网络将一部分输出信号反馈到输入端,与输入信号进行叠加。
这种反馈作用会引起振荡电路中的振荡,从而产生正弦波信号。
4.输出正弦波:经过放大和反馈作用后,正弦波信号被输出到外部电路或设备中。
输出信号可以通过电阻、电容等元件进行进一步处理和调节。
四、应用领域正弦波发生器在各个领域都有广泛的应用,其中包括但不限于以下几个方面:1.通信系统:正弦波发生器用于产生调制信号、载波信号和时钟信号等,用于无线通信、有线通信和光纤通信等系统中。
文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路一、问题背景将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路,放大器件可采用集成运算放大器。
RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,构成正反馈,接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻,构成负反馈。
正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。
文氏电桥振荡器的优点是:不仅振荡较稳定,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。
二、问题简介山文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1所示。
(1)若取R1二13kQ,试分析该振荡电路的起振条件(Rf的取值);(2)仿真观察Rf取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形;图1山文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图(3)若在反馈回路中加入山二极管构成的非线性环节(如图2所示),仿真观察R2取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形。
也可同时改变Rf和R2的值。
图2加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图三、理论分析(1)山图一的电路可以看出,电路在回路网络中加入了文氏选频网络,下面对文氏选频网络进行理论上的分析,从电路总提取文氏电路如图三所示。
—II—CZ]_□+一C J?=10kQ==C=0 01|.iF L------------- 1 --------- o -图3文氏选频网络图中是运放的输出量,Uf是反馈量。
为了能够使电路振荡起来,就必须通过选定参数即确定频率,使得在某一频率下和Uf 同相。
那么,当信号频率很低时,有»R故将会有的相位超前的相位,当频率接近0时,相位超前接近于90度。
相反地,当信号频率很高以至于趋于无穷大时,可以得岀Uf的相位滞后的相位儿乎-90度。
所以,在信号频率山0到无穷大的变化过程中,必然有某一个频率,使得输出量与反馈量同相,从而形成正反馈。
下面就具体来求解此振荡频率。
山反馈系数jsC HR整理可得若电路的信号频率为f,令特征频率代入F 的表达式,可以得到F- -------- \———3 + J (Z._A ) f Q f 为了使反馈的量足够大,要求F 的模尽可能大,苗上面的关系式不难得到, 当/ = /(!时,F 的模有最大值\F\=-同时为了能够起振,乂要求电路的电压放大倍数A 与反馈系数F 之间满足关 系HF|>1这就要求八1 +仅>3整理得到R f > 27?, = 30KGfo =2TT RC也就是说,Rf的最小值是30KQ,事实上,应略大于这个值。
文氏电桥振荡器电路组成及工作原理

8.1 正弦波信号发生器
8.1.1 正弦波自激振荡的基本原理 8.1.2 RC 型正弦波信号发生器 1.文氏电桥振荡器电路组成及工作原理
模拟电子技术
8. 信号发生器
8.1.2 RC 型正弦波信号发生器
.
.
Xid 放大环节 A· Xo
. Xf 正反馈网络 F·
正弦波信号发 生器的组成
(1)当 f= f0 时,
R C
U·f 与 U·o 同相位 U·f 的幅值最大
即
· Uf
=
· Uo /3
F=Fmax=1/3
RC
而AF ≥1, 电路才能振荡。
R1 +
U·o
A
–
R2
(2)当
时,
满足振荡条件
(3)振荡频率
模拟电子技术
谢 谢!
模拟电子技术
+ 图中
R
C
· Uf
Z–2
–
R C
RC
R1 +A
U·o
–
R2
模拟电子技术
8. 信号发生器
反馈系数
+
··
·
Z1
C
U·o
+
R
C
· Uf
Z–2
–
模拟电子技术
8. 信号发生器
··
即
·
令 ·
由此可得 F·的幅频特性与相频特性
模拟电子技术
8. 信号发生器
幅频特性
幅频特性曲线 F 1/ 3
当0 时, F0 当 时, F0 当=0 时, F=Fmax=1/3 0
f0
f
模拟电子技术
8. 信号发生器
正弦波发生器

基于文氏桥的正弦信号发生器的设计一、任务设计制作一个正弦信号发生器。
二、要求1、基本要求(1)正弦波输出频率范围:1kHz~10MHz;(2)具有频率设置功能,频率步进:100Hz;(3)输出信号频率稳定度:优于10-4;(4)输出电压幅度:在Ω50负载电阻上的电压峰-峰值V opp≥1V;(5)失真度:用示波器观察时无明显失真。
2、发挥部分在完成基本要求任务的基础上,增加如下功能:(1)增加输出电压幅度:在频率范围内Ω50负载电阻上正弦信号输出电压的峰-峰值V opp=6V±1V;(2)产生模拟幅度调制(AM)信号:在1MHz~10MHz范围内调制度m a可在10%~100%之间程控调节,步进量10%,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;(3)产生模拟频率调制(FM)信号:在100kHz~10MHz频率范围内产生10kHz最大频偏,且最大频偏可分为5kHz/10kHz二级程控调节,正弦调制信号频率为1kHz,调制信号自行产生;(4)产生二进制PSK、ASK信号:在100kHz固定频率载波进行二进制键控,二进制基带序列码速率固定为10kbps,二进制基带序列信号自行产生;(5)其他。
简介:正弦波振荡电路中:●电路中必须引入正反馈。
●有外加的选频网络,用于确定振荡频率。
振荡频率除了决定于电路中的电容和电阻外,还决定于晶体管的极间电容外,还决定于晶体管的极间电容,电路的分布电容等不确定因素。
概念解析:方案选择:1,有555定时器发出三角波,用滤波法和折线法转化成正弦波,二者失真较大,发生频率范围有很大限制,很难实现本设计的要求。
2,用移向法进行设计,该设计存在的问题是波形失真大,输出幅度不够稳定,调节频率不方便。
3,利用双T选频网络振荡电路设计,该方法适于精密波形发生器,但频率调节较难。
4,利用RC串并联电路作为选频网络的文氏桥振荡电路。
该设计输出波形失真小。
RC振荡电路可以可以产生特定频率的正弦波,这在很多数字系统中用来产生时钟信号,最大的优点就是成本低,而且在低频时,他的体积优势也很明显,LC 振荡电路在低频是体积和成本都是问题。
1KHZ正弦波产生电路

1KHZ正弦波产生电路(文氏电桥振荡器)电路原理:TR1 结型场效应管在这里充当压控可变电阻,它与R3、R4一起构成文氏振荡器的负反馈回路,TR1的电阻越大,负反馈越强。
D2、D3、R8、R9、R10与IC(2/2)对输出振荡电压进行全波整流,在IC的1脚产生负的整流输出电压,经过D1与R7、C4滤波后获得一个负的直流电压,该电压与振荡输出的幅值差不多相等。
这个负电压加在TR1的G极,控制着TR1的D-S极之间的电阻值。
振荡输出幅度增大,TR1的G极电压就越负,TR1的D-S极间阻值变大,负反馈增强,使得振荡幅度减小。
通过以上的自动调节,使振荡幅度保持稳定,避免放大器进入非线性区域,从而获得良好的正弦波形。
文氏振荡器常见的一种稳幅措施是在负反馈回路中加入二极管(见下图):目的也是在输出幅度增大时使负反馈增强,但由于二极管的非线性,会使输出波形发生少许畸变。
而提供的这个电路的负反馈回路中不含有非线性元件,因而能获得高质量的正弦波形。
正弦波产生电路作者:佚名来源:爱华发布时间:2008-5-23 9:44:39 [收藏] [评论]一:产生正弦振荡的条件正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般是在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。
正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件,它又被称为相位条件;产生振荡必须满足幅度条件;要保证输出波形为单一频率的正弦波,必须具有选频特性;同时它还应具有稳幅特性。
因此,正弦波产生电路一般包括:放大电路;反馈网络;选频网络;稳幅电路四个部分。
我们在分析正弦振荡电路时,先要判断电路是否振荡。
方法是:(重点)是否满足相位条件,即电路是否是正反馈,只有满足相位条件才可能产生振荡;放大电路的结构是否合理,有无放大能力,静态工作是否合适;是否满足幅度条件,检验,若:(1)则不可能振荡;(2)振荡,但输出波形明显失真;(3)产生振荡。
稳幅文氏电桥正弦波发生器

*课程设计报告题目:文氏电桥正弦波振荡学生姓名:**学生学号:***系别:电气信息工程学院专业:通信工程届别:2014届指导教师:**电气信息工程学院制2013年5月文氏电桥正弦波振荡学生:**指导教师:**电气信息工程学院通信工程专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务1. 培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法,提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 进行基本技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
1.2 课程设计的要求(1)熟悉multisim的使用方法,掌握文氏电桥正弦波振荡原理,以此为基础在软件中画出电路图。
(2)绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形,观察其波形,通过对分析结果来加强对其原理的理解。
(3)在老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计论文,文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
1.3 课程设计的研究基础(设计所用的基础理论)以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。
软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。
在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。
采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交互式SPICE 仿真和电路分析的软件。
多种波形发生器实验分析报告

一.设计目的1、了解并掌握电子电路的一般设计方法,具备初步的独立设计能力。
2、通过查阅手册和文献资料,进一步熟悉常用电子器件的类型和特性,并掌握合理选用的原则;进一步掌握电子仪器的正确使用方法。
3、学会使用EDA软件Multisim对电子电路进行仿真设计。
4、初步掌握普通电子电路的安装、布线、调试等基本技能。
5、提高综合运用所学的理论知识独立分析和解决问题的能力,学会撰写课程设计总结报告;培养严肃认真的工作作风和严谨的科学态度。
二.设计内容、要求及设计方案1、任务设计并制作能产生方波、三角波及正弦波等多种波形信号输出的波形发生器。
2、要求1)输出的各种波形工作频率范围0.02 Hz~20 kHz连续可调;2)正弦波幅值±l0V,失真度小于1.5%;3)方波幅值±l0V;4)三角波峰一峰值20V;各种输出波形幅值均连续可调;5)设计电路所需的直流电源。
3、总体方案设计1)设计思路波形产生电路通常可采用多种不同电路形式和元器件获得所要求的波形信号输出。
波形产生电路的关键部分是振荡器,而设计振荡器电路的关键是选择有源器件,确定振荡器电路的形式以及确定元件参数值等。
具体设计可参考以下思路。
①用正弦波振荡器产生正弦波输出,正弦波信号通过变换电路得方波输出(例如用施密特触发器),用积分电路将方波变换成三角波或锯齿波输出;②利用多谐振荡器产生方波信号输出,用积分电路将方波变换成三角波输出,用折线近似法将三角波变换成正弦波输出;③用多谐振荡器产生方波输出,方波经滤波电路可得正弦波输出,方波经积分电路可得三角波输出;④利用单片函数发生器568038,集成振荡器E1648及集成定时器555/556等可灵活地组成各种波形产生电路。
三、设计方案1)设计方案此次,多种波形发生器的实验,从设计思路可以看出,主要用到了正弦波振荡器,施密特触发器,积分电路等。
基于本学期我们已经掌握的模拟电路课程的知识。
经过我们小组讨论,我们觉得我们对于正弦波振荡器,文式电桥结构,施密特触发器的概念以及积分电路都已比较清楚的了解。
正弦波函数发生器

正弦波函数发生器1. 概述正弦波函数发生器是一种用于产生正弦波信号的电子设备。
它广泛应用于科学实验、工程设计、音频处理和通信系统等领域。
本文档将介绍正弦波函数发生器的原理、工作方式以及常见的应用场景。
2. 原理正弦波函数发生器的工作原理是基于振荡电路。
它使用一个反馈回路来产生一个稳定的、恒定频率的正弦波信号。
常见的正弦波函数发生器采用RC振荡电路或LC振荡电路来实现。
RC振荡电路使用了电容和电阻的组合,LC振荡电路则使用了电感和电容的组合。
在RC振荡电路中,电容和电阻的数值决定了振荡的频率,并通过反馈控制信号的幅度和相位。
LC振荡电路则利用电感和电容之间的振荡来产生正弦波信号。
3. 工作方式正弦波函数发生器通常由以下几个主要组件组成:3.1 振荡电路振荡电路是正弦波函数发生器的核心部分。
它负责产生稳定的正弦波信号。
根据不同的设计,可选择使用RC振荡电路或LC振荡电路。
3.2 控制电路控制电路用于调节振荡电路中的参数,例如频率、幅度和相位等。
通过调节电路中的元件数值,可以改变输出信号的特性。
3.3 输出接口输出接口连接正弦波函数发生器与其他设备或系统。
它可以是模拟接口(例如BNC连接器)或数字接口(例如USB接口),以便与其他设备进行数据传输或信号处理。
4. 应用场景正弦波函数发生器在许多领域都有广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:4.1 科学实验正弦波函数发生器在科学实验中常用于模拟信号源。
通过调节频率、幅度和相位等参数,可以模拟各种信号,例如声音、光线等,从而进行各种实验研究。
4.2 工程设计在工程设计中,正弦波函数发生器广泛用于测试和测量电路的响应和性能。
它可以生成具有不同频率和幅度的信号,以验证电路的工作范围和准确性。
4.3 音频处理正弦波函数发生器经常用于音频处理和音频设备的测试。
它可以产生不同频率的声音,用于频率响应测试、声音合成和音频效果的调试等。
4.4 通信系统在通信系统中,正弦波函数发生器用于模拟信号源,以测试和验证通信设备的性能和稳定性。
稳幅文氏电桥正弦波发生器

*课程设计报告题目:文氏电桥正弦波振荡学生姓名:**学生学号:***系别:电气信息工程学院专业:通信工程届别:2014届指导教师:**电气信息工程学院制2013年5月文氏电桥正弦波振荡学生:**指导教师:**电气信息工程学院通信工程专业1 课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务1. 培养理论联系实际的正确设计思想,训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法,提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力,由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 进行基本技能训练,如基本仪器仪表的使用,常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力,掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
1.2 课程设计的要求(1)熟悉multisim的使用方法,掌握文氏电桥正弦波振荡原理,以此为基础在软件中画出电路图。
(2)绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形,观察其波形,通过对分析结果来加强对其原理的理解。
(3)在老师的指导下,独立完成课程设计的全部内容,并按要求编写课程设计论文,文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
1.3 课程设计的研究基础(设计所用的基础理论)以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。
软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。
在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。
采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交互式SPICE 仿真和电路分析的软件。
一种新型文氏桥正弦波发生器的设计

一种新型文氏桥正弦波发生器的设计设计新型文氏桥正弦波发生器的过程可以分为以下几个步骤:理论研究、电路设计、电路实现、性能测试和结论总结。
下面将详细介绍每个步骤。
第一步是理论研究。
在设计新型文氏桥正弦波发生器之前,我们需要对文氏桥发生器的原理进行深入研究。
文氏桥是一种基于无源元件的非线性电路,通过调节合适的电压和电流,可以在输出端得到接近正弦波的波形。
我们需要分析文氏桥电路的数学模型、关键参数和频率特性,以及其优缺点。
第二步是电路设计。
在设计电路之前,我们需要明确设计要求,包括输出频率范围、输出幅度范围、失真要求等。
根据设计要求,选择合适的电路拓扑结构和元件,如文氏桥电容、电感和电阻等。
然后,根据文氏桥电路的数学模型,进行电路参数的计算和选择,确保电路能够满足设计要求。
接下来,进行电路仿真,验证电路的性能和波形是否符合设计要求。
第三步是电路实现。
在电路实现之前,需要进行元件的选购和电路的布局设计。
然后,按照设计电路原理图,开始焊接和组装电路板。
在焊接和组装过程中,需要注意元件的正确安装、连接的可靠性以及电路板的布局合理性。
完成焊接和组装后,进行电路的调试和优化,确保电路的正常工作。
第四步是性能测试。
在性能测试之前,需要准备合适的测试仪器,如示波器、信号源和频谱仪等。
首先,进行电路的基本性能测试,如输出频率范围、输出幅度范围和失真度等。
然后,进行波形测试和频率特性测试,比较测试结果与设计要求的差异,确定电路是否满足设计要求。
在测试过程中,还需要注意测量误差的控制和数据的准确性。
第五步是结论总结。
在结论总结中,需要对整个设计过程进行评估和总结。
评估设计的优点和不足之处,以及可能存在的改进空间。
总结设计的经验教训,并给出对未来相关研究方向的建议。
综上所述,设计新型文氏桥正弦波发生器需要进行理论研究、电路设计、电路实现、性能测试和结论总结等步骤。
通过这些步骤,可以确保设计的文氏桥正弦波发生器的性能和波形符合设计要求,并为相关研究和应用提供参考。
正弦波发生器原理

正弦波发生器原理
正弦波发生器是一种电路或设备,用于产生正弦波形信号。
正弦波是一种周期性变化的信号,其特点是振幅恒定,频率固定且具有相位差。
正弦波发生器的基本原理是利用滤波电路和反馈电路来产生稳定的正弦波信号。
其主要由以下几个组件构成:
1. 振荡电路:用于产生基本的振荡信号。
其中包括一个放大器和一个反馈电路。
2. 反馈电路:反馈电路将输出信号的一部分送回输入端,以实现振荡电路的自激振荡。
反馈电路通常由一个电容和一个电阻组成。
3. 滤波电路:用于过滤掉振荡电路中不需要的高频成分,使得输出信号更接近于理想的正弦波。
常见的滤波电路包括RC滤波器和LC滤波器。
4. 放大器:放大器用于放大振荡电路产生的信号,以满足正弦波发生器的输出要求。
常见的放大器包括运算放大器和晶体管放大器。
在正弦波发生器中,振荡电路产生基本的振荡信号,然后通过反馈电路将一部分信号返回到输入端,使振荡电路自激振荡。
接下来,振荡信号经过滤波电路,滤除高频成分,得到更接近理想正弦波的输出。
最后,输出信号经过放大器进行放大,使
其达到设定的振幅。
通过以上的工作原理,正弦波发生器可以产生稳定、准确的正弦波信号,被广泛应用于各种仪器仪表、通信系统和音频设备中。
模拟电子技术实验:集成运算放大器的基本应用─波形发生器

实验九 集成运算放大器的基本应用(Ⅳ)─ 波形发生器 ─一、实验目的1、 学习用集成运放构成正弦波、方波和三角波发生器。
2、 学习波形发生器的调整和主要性能指标的测试方法。
二、实验原理由集成运放构成的正弦波、方波和三角波发生器有多种形式,本实验选用最常用的,线路比较简单的几种电路加以分析。
1、 RC 桥式正弦波振荡器(文氏电桥振荡器)图11-1为RC 桥式正弦波振荡器。
其中RC 串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络,R 1、R 2、R W 及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节电位器R W ,可以改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。
利用两个反向并联二极管D 1、D 2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。
D 1、D 2采用硅管(温度稳定性好),且要求特性匹配,才能保证输出波形正、负半周对称。
R 3的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。
电路的振荡频率2πRC1f O起振的幅值条件1fR R ≥2 式中R f =R W +R 2+(R 3 // r D ),r D — 二极管正向导通电阻。
调整反馈电阻R f (调R W ),使电路起振,且波形失真最小。
如不能起振,则说明负反馈太强,应适当加大R f 。
如波形失真严重,则应适当减小R f 。
改变选频网络的参数C 或 R ,即可调节振荡频率。
一般采用改变电容C 作频率量程切换,而调节R 作量程内的频率细调。
图11-1 RC 桥式正弦波振荡器2、方波发生器由集成运放构成的方波发生器和三角波发生器,一般均包括比较器和RC 积分器两大部分。
图11-2所示为由滞回比较器及简单RC 积分电路组成的方波—三角波发生器。
它的特点是线路简单,但三角波的线性度较差。
主要用于产生方波,或对三角波要求不高的场合。
电路振荡频率式中 R 1=R 1'+R W ' R 2=R 2'+R W "方波输出幅值 U om =±U Z三角波输出幅值调节电位器R W (即改变R 2/R 1),可以改变振荡频率,但三角波的幅值也随之变化。
模拟电子实验_正弦波,方波及三角波发生电路

实验四 波形发生器
实验目的
设计一个电路能够产生正弦波,方波 及三角波。
实验原理图
文氏桥正弦波 发生器 (1KHz)
比较器
积分器
正弦波
方波
三角波
波形发生器原理
实验原理图
正弦波产生电路
D1 D2 D5 D3 D4 R5 20K
R4 10K +10V R1 10K
2 6 3 Vo
4
-10V
7
R2 10K
C1 0.01uF
R3 10K
C2 0.01uF
实验原理图
方波产生电路
将运算放大器连接成比较器的形式,将文氏桥电 路产生的正弦波信号与零电平进行比较,比较器的输 出信号为方波,其频率与输入的正弦波的频率一致。
V CC 1 0 V R1 10 K u1 V+ V4
2 V s in 3
2 V s in
.
6 u a7 4 1
3
68 0pf V CC 1 0 V
V CC -1 0 V
2 3 V+ V4
7
u2 6 u a7 4 1 V tri
实验内容
( 1 )设计一个正弦波产生电路,要求其频率为 1KHz ,调整元件值使输出正弦波的峰峰值大于 1V,但要小于10V,记录其频率及峰峰值。 (2)设计一个方波产生电路,记录输出方波的频 率及峰峰值。
7
6 u a7 4 1
V sq
V CC -1 0 V
实验原理图
三角波产生电路 利用运算放大器构成积分电路,将输入的方波转 换为三角波,其频率与输入的方波的频率一致。
V CC 1 0 V R5 10 K u1 V+ V4 7
文氏桥rc正弦波产生电路设计搭建的电路

文氏桥rc正弦波产生电路设计搭建的电路以文氏桥RC正弦波产生电路设计搭建的电路为标题文氏桥(Wien Bridge)是一种常用的RC正弦波产生电路,它能够产生稳定而纯净的正弦波信号。
本文将介绍文氏桥RC正弦波产生电路的设计搭建过程。
一、电路原理介绍文氏桥RC正弦波产生电路的基本原理是利用RC网络对输入的方波进行滤波,使其逐渐接近正弦波。
文氏桥电路由一个反馈网络和一个比较网络组成。
反馈网络由两个电阻R1和R2以及一个电容C1组成,比较网络由一个电阻R3和一个电容C2组成。
其中,电阻R1和R2构成一个电压分压网络,电容C1和C2构成一个相移网络。
二、电路设计步骤1. 确定频率范围:首先需要确定所需产生正弦波信号的频率范围。
根据频率范围的确定,选择合适的电容和电阻数值。
2. 选择电容和电阻数值:根据所选择的频率范围,可以利用公式f=1/(2πR C)计算所需电容和电阻的数值。
其中,f为所需频率,R 为电阻,C为电容。
3. 搭建电路:根据电路原理和所选择的电容和电阻数值,搭建文氏桥RC正弦波产生电路。
将电容和电阻按照电路图连接起来,注意连接的正确性和稳固性。
4. 调节电路:连接好电路后,可以通过调节电阻的数值来调整输出的正弦波频率。
通过示波器等测试仪器观察输出波形,并根据需要进行微调。
5. 优化电路:在实际搭建过程中,可能出现一些问题,如输出波形失真、频率不稳定等。
这时可以根据具体情况对电路进行优化,如增加补偿电路、调整电容和电阻数值等。
三、电路搭建注意事项1. 选择合适的元器件:选择质量可靠的电容和电阻,以保证电路的稳定性和长期可靠运行。
2. 保持电路清洁:搭建电路时,要确保电路板和元器件的清洁,避免灰尘和杂质的影响。
3. 避免干扰:将电路放置在较为稳定的环境中,避免外部干扰对电路产生影响。
4. 注意接线:在连接电路时,要注意接线的正确性和稳固性,避免松动接触不良。
四、电路应用领域文氏桥RC正弦波产生电路广泛应用于科研实验、仪器仪表、音频处理等领域。
文氏电桥正弦波发生器

目录第1章摘要 (2)第2章引言 (2)第3章基本原理 (2)3.1 基本文氏振荡器 (2)3.2 振荡条件 (4)第4章参数设计及运算 (5)4.1 结构设计 (6)4.2 参数计算 (7)第5章结论 (9)心得体会 (11)参考文献 (11)第1章摘要本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。
经测试,该发生器能产生频率为100-1000Hz的正弦波,且能在较小的误差范围内将振幅限制在2.5V以内。
第2章引言无论是从数学意义上还是从实际的意义上,正弦波都是最基本的波形之一——在数学上,任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲,它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。
在运算放大电路中,最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。
第3章基本原理3.1 基本文氏振荡器基本文氏电桥反馈型振荡电路如图1所示,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。
运算放大器施加负反馈就为放大电路的工作方式,施加正反馈就为振荡电路的工作方式。
图中电路既应用了经由R3和R4的负反馈,也应用了经由串并联RC网络的正反馈。
电路的特性行为取决于是正反馈还是负反馈占优势。
图1将这个电路看作一个同相放大器,它对V p 进行放大,其放大倍数为o 3p 4V R A 1V R ==+在这里为了简化我们假设运算放大器是理想的。
令,R 1=R 2=R,C 1=C 2=C 。
反过来,V p 是由运算放大器本身通过两个RC 网络产生的,其值为V P =[Z P /(Z P +Z 1)]V o 。
式中Z p =R ∥﹙1/j2πfC ﹚,Z 1/2s R j fCπ=+。
展开后可以得到()()o p 00V 1V 3//B jf j f f f f ==+-上式中01/2f fCπ=。
信号经过整个环路的总增益是()T jf AB=或者表示为()()34001/3//R R T jf j f f f f +=+-这是一个带通函数,因为它在高频和低频处均趋于零。
文氏电桥正弦波发生器综合虚拟实验项目设计

文氏电桥正弦波发生器综合虚拟实验项目设计朱宁远; 茅靖峰; 刘婉钰; 郭孟杰; 周陈辉【期刊名称】《《中国教育技术装备》》【年(卷),期】2019(000)008【总页数】5页(P112-115,118)【关键词】虚拟实验; NIELVIS; 文氏电桥正弦波发生器; Lab-VIEW; Multisim【作者】朱宁远; 茅靖峰; 刘婉钰; 郭孟杰; 周陈辉【作者单位】南通大学电气工程学院 226019【正文语种】中文【中图分类】TP391.91 引言在电气控制与测量领域,正弦波常作为参考信号或是载波信号而被广泛使用。
电类学生若不能掌握正弦波的产生原理,深入理解电路参数对调波形、幅值和频率的调控作用,会限制学生在一些相关实验中的操作灵活度,并对后续专业理论知识的学习带来一定的困扰[1-2]。
NI ELVIS设计与原型开发平台是NI公司将NI数据采集卡和图形化开发环境LabVIEW结合而成的设计与原型开发平台,集成了示波器、函数发生器、数字万用表、阻抗分析仪等12种仪器。
此外,该平台采用高速USB即插即用连接方式,并且带有多路可编程电源,使得用户可以方便地在原型设计面板上搭建电路,并通过LabVIEW图形化系统设计软件,快速实现信号的测量采集和显示,非常适合在仪器仪表开发以及实验教学中应用[3-5]。
基于实验教学现状和需求,本文设计一套基于NI ELVIS的文氏电桥正弦波发生器综合虚拟实验课程资源,通过NI ELVIS方便的电路搭建、高效的软件平台设计与开发,实现正弦波信号发生电路输出从无到有、从正弦波到失真,同时在线实时波形检测功能,为学生研究RC参数对振荡频率的影响提供有力工具,帮助学生理论联系实践,利于深刻理解,达到良好的教学效果。
2 综合虚拟实验项目设计总体结构方案设计的文氏电桥正弦波发生器虚拟实验平台由NI ELVIS仪器、NI ELVIS开发板、LabVIEW应用软件、Multisim仿真软件等部分组成,总体结构如图1所示。
文氏电桥正弦波发生器

则RF=2Rf (RF是指节点1与节点5之间的阻值)。由于实际运放的 开环增益是有限值,因此RF必须略大于Rf的两倍。
同样,考虑到实际运放输入电阻Ri(这里是同相端的)和输出 电阻Ro的影响,正弦波的频率为 1
f0 2π (R1 ro ) (R2 // ri ) C1C2
先确定R1=R2=R=10 kΩ,从而得C1=C2=C=0.01 μF。电路中 其他各元件的参数如图5.2-2所示。
第5章 电子电路EWB仿真技术 图5.2-2 1.6 kHz正弦波发生器
第5章 电子电路EWB仿真技术
调节R5,使RF的值略大于Rf的两倍,并用示波器观察输出 波形,使输出为不失真的正弦波。
第5章 电子电路EWB仿真技术
文氏电桥正弦波发生器
1. 电路结构及工作原理
当取C1=C2=C,R1=R2=R,且满足ri >>R>>ro时,f0=1/(2πRC)。
图5.2-1 文氏电桥正弦波发生器的原理图
第5章 电子电路EWB仿真技术
图中,具有选频特性的串、并联网络构成了正反馈支路。 负反馈支路中的电位器R4是用来调节负反馈深度以保证起振条 件和改善波形的。根据起振条件,反馈系数F应满足
若在R1、R2上并联同值电阻R,R=5 kΩ,则正弦波频率f0变 为3.2 kHz。
பைடு நூலகம்
第5章 电子电路EWB仿真技术 3. 正弦波发生器的EWB仿真过程
图5.2-3 仿真电路
第5章 电子电路EWB仿真技术 图5.2-4 正弦波波形图
第5章 电子电路EWB仿真技术 当取C1=C2=C,R1=R2=R,且满足ri >>R>>ro时,f0=1/(2πRC)。 通常,电路元件值的确定,可按下列步骤进行:
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
目录第1章摘要 (2)第2章引言 (2)第3章基本原理 (2)3.1 基本文氏振荡器 (2)3.2 振荡条件 (4)第4章参数设计及运算 (5)4.1 结构设计 (6)4.2 参数计算 (7)第5章结论 (9)心得体会 (11)参考文献 (11)第1章摘要本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。
经测试,该发生器能产生频率为100-1000Hz的正弦波,且能在较小的误差范围内将振幅限制在2.5V以内。
第2章引言无论是从数学意义上还是从实际的意义上,正弦波都是最基本的波形之一——在数学上,任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲,它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。
在运算放大电路中,最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。
第3章基本原理3.1 基本文氏振荡器基本文氏电桥反馈型振荡电路如图1所示,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。
运算放大器施加负反馈就为放大电路的工作方式,施加正反馈就为振荡电路的工作方式。
图中电路既应用了经由R3和R4的负反馈,也应用了经由串并联RC网络的正反馈。
电路的特性行为取决于是正反馈还是负反馈占优势。
图1将这个电路看作一个同相放大器,它对V p 进行放大,其放大倍数为o 3p 4V R A 1V R ==+在这里为了简化我们假设运算放大器是理想的。
令,R 1=R 2=R,C 1=C 2=C 。
反过来,V p 是由运算放大器本身通过两个RC 网络产生的,其值为V P =[Z P /(Z P +Z 1)]V o 。
式中Z p =R ∥﹙1/j2πfC ﹚,Z 1/2s R j fCπ=+。
展开后可以得到()()o p 00V 1V 3//B jf j f f f f ==+-上式中01/2f fCπ=。
信号经过整个环路的总增益是()T jf AB=或者表示为()()34001/3//R R T jf j f f f f +=+-这是一个带通函数,因为它在高频和低频处均趋于零。
它的峰值出现在0f f =处,其值为()341/3R R T jf +=()T jf 为实数表明了一个频率为f 的信号经过环回路一周后,其净相移为零。
根据()T jf 的大小,可有三种不同的可能性:1)()T jf ﹤1,也就是A <3V /V 。
从直观上即可看出,这一扰动每次环绕回路后均会被减小,直至其降到零为止。
这时可以认为回路的负反馈(通过34R R 和)胜过了正反馈(通过s Z p Z 和),使其成为一个稳定的系统。
2)()T jf ﹥1,也即A >3V /V 。
这时正反馈超过了负反馈,说明频率为f 的扰动会被再生的放大,导致整个电路进入一个幅度不断增长的震荡过程中。
此时电路时不稳定的。
3)()T jf =1,或A=3V /V 。
这种情况称为中性的稳定状态,因为此时正负反馈量相等。
任何频率为f 的扰动首先被放大3V /V 倍,然后再缩小1/3V/V ,这就说明一旦电路工作它就会无限的持续下去3.2 振荡条件放大电路的反馈回路网络采用R 和C 串并联回路,具有频率选择性,由3R 和4R 设定放大电路的增益。
图2图1的电路可以考虑为四端子桥式网络,电路平衡的条件是运算放大器各自输入端的电位相等,即i i e e =’。
图2中运算放大器的同向输入端电压i e等于RC 网络构成的分压电路的分压比与输出电压oe 相乘的电压,即()()122112oi R C 121R C C R e e 1j C R ωω=+++反向输入端电压i e ’为:4i o34R e e R R =+’若运算放大器的放大倍数足够大,则i e 和i e ’相等,因此,仅取实部为3412214R +R R C 1R C R ++= (振幅条件)若虚部为0,求出谐振频率2f ωπ=,则有21121C R C R ωω=由此得到ω=(频率条件)由于一般取1212R =R =R C =C =C,,则得到振幅条件34344R +R R31R R ==+频率条件12C f R π=根据以上的计算,振荡开始的振幅条件为A ≥3,即运算放大器的增益为3倍以上就能振荡。
因此,改变振幅稳定电路的电阻3R 和4R 中的任何一个,若控制A ≈3,就成为一个振荡电路。
第4章 参数设计及运算4.1 结构设计为了使文氏电桥振荡电路能产生振荡,非常重要的是正反馈的作用是输出不饱和,为此,在负反馈侧接入限幅和自动增益控制电路。
最简单的就是接入二极管。
图3如图3所示电路,应用了一个简单的二极管-电阻器网络来控制3R 的有效值。
信号较小时5R 不起作用。
从而有2R /1R >2,也就是说此事振荡在积累。
当振荡不断地增长,这两个二极管以交替半周导通的方式逐渐进入导通状态。
在二极管充分导通的限制下,2R 会变小使2R/1R ﹤2。
然而,在此极限值到达之前,振幅会自动地稳定在二极管导通的某个中间电平上,正好满足2R /1R =2。
上述电路的一个缺点是输出电压对二极管的正向压降非常灵敏。
对电路进行改进,采用发光二极管,这里不是利用其发光性质,而是利用其正向电压与稳定的温度特性,正向电压比通常的硅二极管大,而且,温度特性比二级管串联稳定得多。
电路图设计如图4。
图4V的由于该电路是采用单电源工作,因此,运算放大器的输出含有(1/2)ccC就是隔断该直流成分的电容。
直流。
54.2 参数计算先讨论振荡频率为1kHz时常数与元器件的选择。
首先,由于运算放大器为单电源工作,偏置电阻是使运算放大器同向输入端的电平为ccV /2,其电阻分压,不管为何阻值,这里设为15k Ω。
于是,该值的1/2即为7.5k Ω。
R=7.5k Ω时计算电容C 的值,即01C 2f R π==1/6.28*103*7.5*103=0.0212μF这个非常接近E6系列的值0.022μF 。
电容不是一种,这样振荡频率f 就会有些偏移,但频率正好为1kHz 时,7.5k Ω电阻R 采用6.8k Ω固定电阻加1k Ω半固定电阻即可。
对于标准的文氏电桥振荡电路,RC 网络损耗达到1/3,若运算放大器的增益A 不到3以上,则能开始振荡。
因此,增益设定电阻42R R 和的关系是:24R 2R ≥若4R =1k Ω,则2R 要为2k Ω以上。
有标准E12系列可知,最近值是2R =2.2k Ω。
然而,若按照原样,则振荡输出饱和达到运算放大器的最大输出振幅,因此,用LED 与电阻进行限幅。
与LED 串联的电阻也与电阻2R 的阻值有关,考虑到LED 正向电压的分散性,采用可调电阻(2.7k Ω固定电阻+5k Ω可调电阻)。
用于补偿可变幅度较大的分散性及调整波形的失真。
振荡频率f 时隔直电容1C 的容抗(1/C ω)足够小。
这里(1/5)f 以下的频率作为截止频率cf 。
1C ≥1/24c f R π=0.796*10-61kHz 时1C 取1F μ(110F μ即可),又实际要求为100Hz-1000Hz ,则取1C =10F μ。
要使输出在100Hz 到1kHz 范围内则R 要在7.5k Ω到75k Ω之间可变,在原电路图中加入可变电阻即可。
在电路图中,运算放大器使用LF356N,运算放大器的种类没有特别的要求。
由以上分析可得最后设计电路,如图5所示。
图5第5章结论经仿真后由示波器得到的波形如图6所示。
图6可以看出,所设计的正弦波发生器在较小的误差范围内符合参数要求,可以产生符合要求的正弦波形。
心得体会两周的课程设计结束了,我们的任务也圆满完成了。
作为一个大三学生,我觉得这样的课程设计还是十分有用的。
在过去的学习中,我们学到的都是专业理论知识,而现在课程设计就是专业知识综合运用的实践训练。
通过这次的课程设计,我深深地体会到,做任何事情都必须耐心细致,高度负责,认真对待。
但是这次课程设计也让我发现自己所掌握的知识是如此的贫乏,仅仅只是冰山一角,而且实际运用专业知识的能力是如此的不足。
另外,在这次的课程设计中,我还学会了应用Multisim软件绘制电路图以及进行模拟仿真,这也是一个重要的收获。
参考文献1.基于运算放大器和模拟集成电路的电路设计2.模拟电子技术3.电路理论4.数字电子技术5.振荡电路的设计与应用。