RC正弦波振荡器设计

四、RC 正弦波振荡器设计

（一）设计目的

1、 进一步理解用集成运放构成的正弦波发生器的工作原理。

2、 学习振荡器的调整和主要性能指标的测试方法。

（二）基础知识与能力层次要求

1、课程涉及课程

模拟电路

2、能力层次要求（四项中之一）

（1）电子电路基础应用能力（基础）（第一级）:√

（2）电类专业综合实践能力（综合）（第二级）:

（3）电类专业工程设计能力（设计）（第三级）:

（4）研究与创新设计能力（创新）（第四级）:

3、指导教师

周妮、向腊

（三）设计技术指标与要求

1、设计要求

可以产生正弦波，频率范围为10Hz~100kHz ，输出电压可调，带载能力强，波形尽量不失真。设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出电压的范围。

2、项目仪器、设备

信号发生器，双踪示波器，直流稳压电源，万用表，交流毫伏表，焊接工具，设计电 路所需的元器件，电路仿真软件等

（四）项目原理

1、基本原理

RC 桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）

图4.1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 2πRC

1f O =

起振的幅值条件 1f R R +=1A f ≥3 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4.1 RC桥式正弦波振荡器

2、项目步骤

（1）分析设计要求，选择总体方案

分析系统的输入和输出信号，将输入信号的波形、幅度、频率等参数以及输出的要求准确地弄清楚。方案选择就是按照系统总的要求，把电路划分成若干个功能块，得出能表示单元功能的整机原理框图。

（2）单元电路的设计

确定对各单元电路的设计要求，拟定好各单元电路的要求后，按信号流程顺序分别设计各单元电路。

（3）参数的计算

利用模电中的分析方法，估算元器件的各项参数，才能选择元器件。

（4）计算机的模拟仿真

常用电子仿真软件：Multisim(或EWB), Protel等

（5）实验的验证

由于元器件的参数和模型与实际的差异，模拟正确的电路还是要经过实验的验证。

（6）编写设计说明书并进行简单答辩，指导教师给出答辩成绩。

3、项目注意事项

1．注意电路的组装、布局合理、美观。

2．整个调试过程最好也分层次进行，先单元电路，再模块电路，最后系统联调。按照分配的指标、分解的模块，一部分一部分调试，然后将各模块连接起来总调。

3. 注意故障诊断与排除方法。

（五）项目预习要求

1、复习RC振荡器的有关内容，特别是RC并联选频网络振荡器的结构与工作原理。

2、掌握振荡器起振的条件，学习利用实验的方法调试振荡器，测量振荡电路的振荡频率。

（六）项目报告要求

模拟电子技术课程设计报告书正文包含：

1）设计题目

2）设计要求

3）题目分析

4）整体构思

5）具体实现：画出总体方框图和原理图，并给出说明。原理图可以电脑画，也可以手画，但必须规整。

6）各部分定性说明以及定量计算；

7）在实验过程中遇到的问题及排除措施；

8）设计心得体会。

9）参考文献

（七）评分标准