文氏桥振荡电路(multisim仿真)
基于Multisim10.0的模拟电路仿真分析
基于Multisim10.0的模拟电路仿真分析侯亚玲【摘要】《模拟电子技术》是电子、通信类专业的重要专业基础课,技术性和实践性强,内容抽象难懂.文章总结了模拟电子技术课程理论教学与实践教学的特点,针对模拟电路学习难的普遍问题,引入了仿真教学演示,采用Multisim10.0仿真软件为平台,通过文氏桥振荡器原理图绘制、输出波形测试,完整演示了模拟电路仿真过程,清晰地展现了分析结果,突出了仿真在教学中的实用性,促进了教学效果的提升.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2015(023)023【总页数】3页(P177-178,182)【关键词】模拟电路;文氏桥振荡器;仿真;波形测试【作者】侯亚玲【作者单位】西安欧亚学院陕西西安 710065【正文语种】中文【中图分类】TN7模拟电子技术是电子信息工程、通信工程等电类专业必不可少的专业基础课，是一门技术性和实践性很强的课程，偏重工程应用。
基本内容包括：半导体器件（包括：二极管、三极管、场效应管）；以半导体器件为核心组成的分立元件电路（包括：三极管组成的单管共基极、共发射极和共集电极放大电路；场效应管组成的单管共栅极、共源极和共漏极放大电路；差动放大电路等等）。
集成运算放大器的典型应用（包括加减法电路、微分积分电路分析）；信号的产生与转换；低频功率放大电路等内容[1]。
1 模拟电路的特点课程的学习过程中，“入门”难是主要的问题，学生从先修课程“电路”的线性思维过渡到“模拟电子技术”课程的非线性思维需要较长的时间；学生长期以来建立的学习理念是：求解问题要求逻辑上的严密和数学上的精确，但在模拟电路中这种惯性思维却往往成为分析问题的束缚；学生从精确严谨到粗略估算需要慢慢扭转思维习惯，因此，教师在教学过程中，要特别注重基本概念、基本原理、分析方法和计算方法的讲解，突出重点、分散难点：在每一讲中，力图沿主干方向，重点解决一、两个主要问题，使难点分散，利于学生把握重点，突破难点[2]。
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高频电子线路课程设计题目：院（系、部）：学生姓名：指导教师：年月日河北科技师范学院教务处制摘要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。
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。
文氏桥振荡电路由两部分组成：即放大电路和选频网络。
由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入电阻高、输出电阻低的特点。
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。
关键词：正弦波；振荡器；文氏电桥目录摘要 (I)1设计任务及要求 (1)1.1 (1)1.2 *** (1)2 方案论证 (1)3 单元电路设计 (2)4 电路原理图及PCB版图 (2)5 总结 (3)附录及参考文献 (3)目录1 设计任务及要求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。
基于Multisim 的RC 桥式振荡电路仿真测试
[1]严大虎,费瑞伟,陈露遥.微信公众平台支持下的问题教学活动设计[J].现代教育技术,2015,25(11):79-85.[2]梁洁,王昕.新媒体对高中地理教学的辅助作用初探[J].中学地理教学参考,2016(2):30-31.[3]汤晗.高中地理教学与信息化技术的有效结合[J].新课程学习,2014(1):343.[4]杨丽青.基于微信公众平台的分层教学模式的设计与研究[D].北京:北京交通大学,2016.[5]程丽.论信息化技术在高中地理教学中的应用[J].读与写:教育教学刊,2017,14(10):116.则其幅频特性为：相频特性为：由（3）（4）同相，即此时最大F F 值衰减越大，同时相移上述RC 和相频特性如图2（2）式计算选择频率为f 0在f =159.139 Hz 处，F φF =0.02°。
而在f =2.016衰减到接近0，而φF 仿真结果与理论分析相同，仿真给出了非常直观的幅频和相频特性。
RC 串并联网络具有很好的选频特性，在偏离选10.3969/j.issn.1671-489X.2019.09.042基于Ｍｕｌｔｉｓｉｍ的RC 桥式振荡电路仿真测试*◆付扬摘 要 基于Multisim 仿真，实现RC 串并联频率特性、RC 桥式振荡电路起振和振荡的测试。
实践证明，仿真测试便捷直观、效果理想，是对理论和实验教学的有益补充与完善。
关键词 RC 桥式振荡；Multisim；实验室；仿真实验中图分类号：TP391.9 文献标识码：B 文章编号：1671-489X(2019)09-0042-02１ 引言正弦波振荡电路通常由放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节组成，选频网络和正反馈网络选择RC 串并联电路，放大电路选择同相比例运算，即可构成RC 桥式振荡电路，也称为文氏电桥振荡。
RC 桥式振荡电路的选频网络的幅频和相频特性实验室测量不方便，同时实验只能看到稳定振荡后的波形，观察和测量如何起振在实验室是观测不到的，因此，学生不容易理解RC 桥式振荡器的工作原理。
基于Multisim12.0的RC文氏桥振荡器仿真分析
电子技术与软件工程Electronic Technology & Software Engineering软件开发与应用Software Development And Application基于Multisim12.0的RC 文氏桥振荡器仿真分析先进进张涛李艳徐仁伯（南昌工学院 江西省南昌市 330108 ）摘 要：本文使用了 Mulitisiml2. 0软件对RC 文氏桥振荡器原理进行了仿真分析，剖析检测振荡器输出的波形图，清晰完整地展示了 RC 文氏桥振荡器的相关性能，导出了电路的可创新应用之处，激发了学生对学习模拟电路的积极性，使得模拟电路的学习简单易理解， 操作程序简便且实验结果更加合理化，也能让学生在学习过程中减少学习负担和学习压力。
关键词：模拟电路；RC 文氏桥振荡器；Multisim 仿真分析模拟电子技术是电子、电气类专业必修课程，本课程理解性和 实践操作性较强，而且其内容丰富，且知识领域运用较为广泛。
该 课程基本内容包括：半导体器件及其电路分析、放大电路，信号的 产生与转换，低频功率放大电路等。
虽然书本上的理论知识全面， 但相对于初学者来说还是比较抽象，学习起来也比较复杂，难以理 解。
当学生学习理论知识，再实际做电路测试时，总感觉理论与实 际相差很大，不知如何下手，若加入学习模拟电路的新思路，将电子电路分析与设计仿真软件Multisim 教学结合，使电路中的问题变 得容易理解。
本文使用了 Mulitisiml2.0软件对RC 文氏桥振荡器原理进行仿真分析，清晰完整地展示了 RC 文氏桥振荡器的相关性能。
1 Multisim12.0 简介Multisim 12.0是美国N1公司开发的一款仿真软件，是目前 Multisim 前几代版本的升级和替代后的产品。
该软件功能强大，不 仅可以进行弱电，强电，低频，高频等诸多方面电路的仿真与设计， 而且仿真软件的虚拟仿真与现实电路功能也非常相似。
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、问题简介由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=15kΩ，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 由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由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）由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。
图3 文氏选频网络图中是运放的输出量，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同相。
那么，当信号频率很低时，有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，可以得出的相位滞后的相位几乎-90度。
所以，在信号频率由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。
由反馈系数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。
为了使反馈的量足够大，要求F的模尽可能大，由上面的关系式不难得到，当时，F的模有最大值。
同时为了能够起振，又要求电路的电压放大倍数A与反馈系数F之间满足关系这就要求整理得到。
文氏电桥振荡实验仿真教学设计
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基于Multisim 10的正弦波振荡电路仿真
基于Multisim 10的正弦波振荡电路仿真
吴凌燕
【期刊名称】《国外电子测量技术》
【年(卷),期】2011(30)7
【摘要】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。
【总页数】3页(P75-76)
【关键词】电路仿真软件;文氏电;正弦波振荡电路
【作者】吴凌燕
【作者单位】海军航空工程学院青岛分院
【正文语种】中文
【中图分类】TP399
【相关文献】
1.基于Multisim的正弦波振荡电路仿真 [J], 刘旭
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文氏桥振荡电路行为仿真及实验分析
文氏桥振荡电路行为仿真及实验分析刘恒, 张易晨, 孙晋, 刘建成【摘要】摘要: 在建立文氏桥振荡电路理论分析模型的基础上,推导了该电路振动幅度的表达式并进行了仿真和实验。
实验表明:在满足起振条件后,幅度反馈电阻比值增大,振荡频率呈非线性减小；输出将由正弦波逐渐变为方波；运算放大器的两个输入端的电势差从0逐步非线性增大；运算放大器也由线性模式过渡到非线性模式。
文氏桥振荡电路输出不一定是正弦波,需结合具体电路参数确定波形。
【期刊名称】实验技术与管理【年(卷),期】2018(035)006【总页数】4【关键词】关键词: 文氏桥振荡器；闭环；仿真实验实验课是高等教育体系中的一类重要课程。
实验课以观察为基础,通过操作来提高学生的动手、思维和创新能力[1]。
学生需通过课前预习,熟悉实验目的、原理、方法,并且对实验仪器设备进行初步了解。
实验课上,学生通过正确、精准的实验操作过程获得实验结果，通过对实验结果的分析、判断、综合与归纳,对整个实验进行总结,从而对知识有更深刻的认识。
RC文氏桥振荡电路是“模拟电子技术”课程的重要知识内容,该电路在教材中作为正弦波发生器,介绍选频网络和反馈,并给出振荡条件和产生正弦波的频率[2-3]。
由于是为低年级学生开设的实验课程,实验中一般固定稳幅网络电阻,仅让学生观察产生的正弦波,很少涉及电阻比值的增加造成电路的非线性问题,缺少实验的探索性[4-6]。
本文介绍RC文氏桥振荡电路实验结合理论推导和EDA仿真,得到振荡电路的非线性特性,然后利用硬件电路实验验证仿真结果。
笔者将该实验作为全国大学生电子设计竞赛综合测评的培训练习,让学生通过实验更好地认识运算放大器和RC文氏桥振荡电路,在综合测评中获得优异的成绩[7]。
1 RC文氏桥振荡器原理RC文氏桥振荡电路通常包括选频、稳幅、放大和供电4个环节[8]。
选频环节一般由电阻和电容串、并联构成；稳幅环节一般由电阻和运算放大器构成,很多电路采用二极管稳压来改善稳幅的效果[9]；放大部分一般由有源运算放大器实现；供电部分主要为运算放大器供电,一般采用正负电源供电。
文氏电桥振荡电路
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具体测量步骤：A：检查运放的好坏：可以有多种方法来进行，下面以同相比例放大电路的连接方法介绍。按实验图Ⅱ正确连接，检查无误后接通电源，一定会得出如下结果V1=V+=V-=2V,否则就可以确定运放是坏的。
注：V1电源由实验箱上的直流信号源提供±12V电源也是从实验箱上的直流稳压电源提供。
图Ⅲ
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C：观察自激振荡和D1和D2稳幅作用 按实验图Ⅰ连线，为满足电路起振条件，选取合适的R3和R4阻值，其满足条件是放大器的电压放大倍数AvF≥3，即AvF=[1+(R5＋R4/R6)] ≥3。用示波器观察运放输出端，即可得到文氏电桥的振荡波形，同时观察有无D1和D2的波形，说明其原理。
六：实验注意事项
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1、给出设计电路图中具体参数。2、说明实验方案，写出简要的实验过程与步骤。3、记录实验相关数据。4、完成思考题。
七、实验报告要求
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B：RC串并联网络幅频特性的测量 按实验图Ⅲ连线，根据实验任务选择合适的RC参数，其目的满足f=500Hz。由函数发生器向A端对地之间加入正弦信号，调节函数发生器的频率，用示波器观察到Ua 和Ub同相时，即可得到该RC串并联网络振荡频率(f0=1/2ΠRC，若取R1＝R2＝R，C1＝C2＝C)。
三、实验任务
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五、实验内容及步骤
1、简述原理： 图Ⅰ是典型的文氏电桥振荡电路。由集成运放组成的放大器，其输出一路接到RC串并联选频网络，构成正反馈；另一路由R3 和R4分压接到运放的反相输入端，构成负反馈放大器电路，其D1 和D2起稳幅作用。两条反馈电路组成桥式电路。电路稳幅时，正、负反馈平衡：
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RC文氏桥振荡器振荡条件的仿真研究
够较 好 地 估 算 出 电路 的振 荡 频 率 ， 为 Ｒ 可 Ｃ文 氏桥 正 弦 波振 荡 电路 的 设 计 提 供 理 论 参 考 。
关键 词 ： 文氏桥 振 荡器； 荡频率 ； 振 仿真分析 中 图分 类 号 ： ３ １ ９ ＴＰ ９ ． 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２７ ０ （ ０ １ ０ １０ ３ —２ １ ７ —８ ０ ２ １ ） １ － ０ ５０
则 由式 （ ） 得 如 下 矩 阵方 程 ： １可
０ 引 言
文 氏 桥 正 弦 波 振 荡 电 路结 构 简 单 ， 上 适 当 的稳 幅 措 加
施 即 可 获 得 频 率 幅度 比 较稳 定 的 低 频 正 弦波 输 出 ， 自动 在
控制、 量、 测 电子 技 术 等 领 域 有 着 广 泛 的应 用 。
ｒ
。
Ｇ（ １ “２ “ ） 一 （ ０， “ ， ， 。 Ｏ， ０）
Ａｄ
ｒ
１ ．Ａ
Ｚｌ 。 ｒ
１
１
Ｒ３
１
击 击 荡 频 率 与起 振 条 件
设 运 算 放 大 器 的 Ａ 、ｉ 有 限 值 、ｏ不 为 ０ 则 Ｒ ｄｒ ｄ为 ｒ ， Ｃ
则 在 调 节 频 率 时 ， 大 稳 幅 环 节 中 Ｒ ／ 受 Ｒ 放 。Ｒ 变 化
（） ５
的 影 响 较小 。 因此 ， 电路 参 数 Ｒ 取 值 为 。
Ｒ。一 （ Ｃ ＋ Ｒ … ／ ） Ｃ／ Ｒ。 Ｒ （ １ １）
式 中 ， 为 可 变 电位 器 Ｒ Ｒ… 的最 大 值 ， 起 振 平衡 条 则 件 式 （ ） 调 节 Ｒ 时 始 终 满 足 。将 （ １式 代 入 （ ） ９在 １） ９ 式得 ：
文式桥振荡电路的设计
新疆大学课程设计报告所属院系：电气工程学院_________________ 专业： ____________________ 自动化_________________ 课程名称：_________ 电子技术基础A _____________ 设计题目：文式桥振荡电路的设计班级： _______________________________学生姓名： ________________________________学生学号： ______________________________________ 指导老师： _________________完成日期：________________ 2013.7.13 ___________课程设计题目：文式桥振荡电路的设计要求完成的内容：设计一个文式桥正弦波振荡器。
指标条件如下：■n ■ ■・w ■w ■ rn ■m ■ ■■n ■■ ■ ns ■■ ■ n■ ■ inr・m振荡频率为f o=2kHz,输出幅值实测，输出端设置电压跟随器。
建议运算放大器■rv ■■ v^MBS^BB^^^eaBK^E^rn! ■■BTB^W**-!!■■■■■■VBB^^^RVBS■!n!^wa-r aa-r ^BST ■■■«选用（LM741 或LM353。
要求：（1）根据设计要求，确定电路的设计方案，初选电路元器件，设置参数。
;n・・・・・・・i^M・・n・^^^u・・・n^wn・・・・-・・^^M!・・・T>・^wn! a-a s-e ■ ■ ■■■!■-■・・・・H■■■!・・・・UP ait・・・■（2）仿真分析、测量电路的相关参数，修改、复核，使之满足设计要求。
（3）综合分析计算电路参数，验证满足设计要求后，认真完成设计报告电气工程学院课程设计报告文式桥振汤电路的设计一.设计方案根据设计要求，需要设计一个文式正弦波振荡器，并要求其输出端接一个电压跟随器。
基于Multisim的函数信号发生器设计与仿真
基于Multisim的简易函数信号发生器设计与仿真函数信号发生器是具有两种或两种以上波形信号输出的信号发生器。
把几种不同类型的基本电路组合在一起就可以构成一个函数发生器。
本电路是由一个文氏桥振荡电路。
过零比较电路，积分电路，电压跟随电路和直流稳电路组成。
其工作原理是：首先由文氏桥振荡电路产生一个所需频率的正弦波振荡信号，该正弦信号一部分由电压比较器引出，另一部分由电压跟随器耦合到过零比较电路的输入端，经比较器处理后，将在输出端产生一个相同频率的方波信号，同理，一部分方波信号由电压跟随器引出作为发生器方波信号输出；另一部分继续由跟随器送入下一级积分电路，方波信号被积分电路处理后，在输出端输出一个相同频率的三角波信号，并由跟随器引出作为发生器又一信号输出。
在整个过程中，直流稳压电路作为所有集成运放提供电源。
如图1-1所示：图1-1一、电源选择集成稳压电源是指将不稳定的直流电压变为稳定的直流电压，由于集成稳压器具有稳压精度高、工作稳定可靠、外围电路简单、体积小、质量轻等显著优点，所以它完全可以跟信号发生器提供稳定电源。
集成稳压电路基本结构如图1-2所示，该电路是采用LM7818和LM7918构成的正、负18伏电压同时输出的稳压电源电路，其他元件参数如图所示：图1-2二、文氏桥振荡电路选择振荡电路是大多数信号发生器电路的核心技术，文氏桥振荡电路为其中的一种，在电路中选择合适的元器件参数，便可得到相应的输出频率和振幅，即)foutπ=，而振幅取决于集成运放的峰Up1RC2/(（1）参数分析根据设计要求，需应用集成运放设计频率为1KHZ的信号发生器a 选择C6 C7 R3 R4取C6=C7=0.015uF 则R4= 1/（2πfC）= 1/（2π⨯106⨯⨯）=10.6KΩ1000-.0015取系列值R3 = R4 = 10KΩb 选择ICIC 选用MC4558CG 型集成运放，其基本参数如下：nodes: 3=+ 2= - 1=out 5=V+ 4=V-* V CC = 18 V EE = -18 C C = 1e-011 A= 200000 R I = 2e+006* R O = 75 V OS = 0.002 I OS = 2e-008 I BS = 8e-008C 选择 R 1 R 2 VD 2 VD 3采用非线性元件VD 2 VD 3 来自动调节反馈强弱，即利用二极管正向伏安特性的非线形可实现正弦波发生器的自动稳幅。
Multisim模拟电子技术仿真实验
放大器的电压增益A u 和放大器的最大平均输出功率P O 。
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9.5 结型场效应晶体管共源极放大电路仿真实验
1)学会测量跨导g m 。
2)依据结型场效应晶体管共源极放大电路输入输出电压波形，
计算电压增益。
1)直流电源：Place Source→POWER_SOURCES→VDD, 选取
直流电源并根据电路设置电压。
2)接地：Place Source→POWER_SOURCES→GROUND，选取
电路中的接地。
3)电阻：Place Basic→RESISTOR,选取电阻并根据电路设置电
阻值。
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9.5 结型场效应晶体管共源极放大电路仿真实验
4)电容：Place Basic→CAPACITOR,选取电容并根据电路设置
1)根据仿真的数据U IP 和U OP ，计算放大电路的电压增益A u 。
2)放大电路输出与输入波形之间的相位差怎么样？
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9.6 串联电压负反馈放大器仿真实验
1)学会测量串联电压负反馈放大器的输入和输出电压，计算闭
环电压增益。
2)学会测量负反馈放大器输入与输出电压波形之间的相位差。
电容值。
5)场效应晶体管：Place Transistors→JFET_N，选取2SK117型
场效应晶体管。
6)电压表：Place Indicators→VOLTMETER，选取电压表并设
置为直流档。
7)电流表：Place Indicators→AMMETER，选取电流表并设置
为直流档。
8)函数发生器：从虚拟仪器工具栏调取XFG1。
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、问题简介由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=15kΩ，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 由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由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）由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。
图3 文氏选频网络图中是运放的输出量，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同相。
那么，当信号频率很低时，有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，可以得出的相位滞后的相位几乎-90度。
所以，在信号频率由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。
由反馈系数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。
为了使反馈的量足够大，要求F的模尽可能大，由上面的关系式不难得到，当时，F的模有最大值。
同时为了能够起振，又要求电路的电压放大倍数A与反馈系数F之间满足关系这就要求整理得到。
文氏桥振荡电路的设计与测试
模拟电子技术仿真实验实验报告3.20 文氏桥振荡电路的设计与测试一、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、实验原理如下图所示为RC文氏桥振荡电路。
其中RC串、并联电路构成正反馈支路，并起选频作用，、、及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。
调节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D1、D2正向电阻的非线性特性来实现振幅。
D1和D2要求特性匹配，以确保输出波形正、负半周期对称。
的接入是为了削弱二极管死区的影响，改善波形失真。
电路振荡频率: =起振的幅值条件：调整，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。
三、实验内容文氏桥振荡器的设计、实现与测量1、文氏桥振荡器的实现上述电路图中，集成运放使用的是OP07AH。
采用调节的阻值的大小使得电路输出从无到有，从正弦波到失真；观察电路的输出。
记录起振时的电路参数，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响；记录出最大不失真输出时的振幅。
（a）=0时：（b）=0.1kΩ时：（c）=0.6 kΩ时：（d）=0.7 kΩ时：（e）=0.9 kΩ时：由上可知当=0.1kΩ时，电路起振；当=0.7 kΩ时，电路输出达到最大不失真，振幅是8.2V。
还可得到负反馈强时，起振较简单，且输出波形较难失真。
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对振荡频率的影响。
（a）R=1kΩ，C=1µF时：（b）R=5kΩ，C=1µF时：（c）R=10kΩ，C=1µF时：（d）R=1kΩ，C=5µF时：（e）R=1kΩ，C=10µF时：由上图可知：当R不变、C改变时，随着C的增大，频率f减小；当C不变、R 改变时，随着R的增大，频率f减小；符合电路振荡频率式子: =。
3、断开稳幅电路中的D1、D2，调节电路参数，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。
文氏桥电路仿真
文氏桥振荡电路的设计与测试一．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．实验原理图：起振条件：Af=1+Rf/R1>=3调节Rw，可改变输出幅度，改变R4. C1和R5和C2，可调节振荡频率。
三．仿真实验及分析1.文氏桥电路的实现输出从有到无：输出正弦波到失真：起振时，R1=15KΏ, Rf=35KΏ, 比理论值30KΏ要大，输出波形如下：调节最大不失真为：此时Rf为38.5KΏ.最大不失真输出幅度为12.704V.2.研究RC参数对振荡频率的影响C=1uF,R=5KΏ时，输出波形如下：C=1uF,R=10KΏ时，输出波形如下：振荡频率减小。
C=10uF,R=5kΏ时，输出波形如下：振荡频率减小。
C=10uF,R=10KΏ时，输出波形如下：（PS: 100ms/div）,振荡频率减小。
所以，综上RC增大，振荡频率减小。
3.稳幅作用的分析最大不失真状态时，输出波形为:断开电路中的D1,D2，在图像中发现出现失真，所以得出D1,D2起稳幅作用。
利用的是二极管电流增大时，动态电阻减小；电流减小时，动态电阻增大的特点，使输出电压稳定四．实验结论与心得：在文氏桥振荡电路中，D1,D2起稳幅作用。
利用的是二极管电流增大时，动态电阻减电流减小时，动态电阻增大的特点，使输出电压稳定。
RC参数对振荡频率有影响。
若R,C下降，振荡频率升高；若R,C变大，振荡频率下降。
当Rf=38.5KΩ时，电路有最大不失真输出振幅：12.074V。
通过这次的仿真，了解到了二极管对文氏桥振荡电路的稳定作用；RC参数对振荡频率的影响。
文氏电桥振荡电路原理详解及Multisim仿真
C2
R2
R1
C1
+ OP
‐
uo
R3
R4
D1
R5
D2
我们的修改思路是这样：当电路开始振荡时保证放大倍数大于 3，这样可以使得电路容 易起振，而当电路的振荡幅度增大到某个程度时，将其放大倍数自动切换为小于 3，这样就 能限制振荡的最大幅度，从而避免振荡波形出现削波失真。
1
1
2π R R C C 2
也可以这样理解：电路刚上电时会包含频率丰富的扰动成分，这些扰动频率都将会被放 大 3 倍，随后再缩小 3 倍，依此循环，只有扰动成分的频率等于 f0 时，电路将一直不停地
1
All rights reserved, NO Spreading without Authorization
1
可以证明，当放大倍数小于 3 时（即 R4/R3=2），负反馈支路占优势，电路不起振；当 放大倍数大于 3 时，正反馈支路占优势，电路开始起振并不是稳定的，振荡会不断增大，最 终将导致运放饱和，输出的波形是削波失真的正弦波。
只有当放大倍数恰好为 3 时，正负反馈处于平衡，振荡电路会持续稳定的工作，此时输 出波形的频率公式如下所示：
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All rights reserved, NO Spreading without Authorization
Author: Jackie Long
下图也是一种稳幅电路，如下图所示，读者可自行分析：
2
C1 R2 10nF 47kΩ
C2 3 R1
10nF
47kΩ
VCC 12.0V
VCC
8
0 R3
RC文氏桥振荡器振荡条件的仿真研究
RC文氏桥振荡器振荡条件的仿真研究
邹学玉;覃洪英
【期刊名称】《人天科学研究》
【年(卷),期】2011(010)011
【摘要】运用电路的基本分析方法导出了理想运放条件下RC文氏桥正弦波振荡电路的起振条件和振荡频率,并利用Multisim对非对称的RC文氏桥正弦波振荡电路振荡条件进行了仿真研究。
仿真结果表明：振荡频率计算方法能够较好地估算出电路的振荡频率,可为RC文氏桥正弦波振荡电路的设计提供理论参考。
【总页数】3页(P35-37)
【作者】邹学玉;覃洪英
【作者单位】长江大学电子信息学院,湖北荆州434023;长江大学电子信息学院,湖北荆州434023
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.9
【相关文献】
1.RC文氏桥振荡器振荡条件的仿真研究 [J], 邹学玉;覃洪英
2.RC文氏桥振荡器研究 [J], 周云波
3.RC文氏桥振荡器振荡条件的研究 [J], 邹学玉
4.RC文氏桥振荡器稳幅环节的仿真研究 [J], 邹学玉
5.基于Multisim12.0的RC文氏桥振荡器仿真分析 [J], 先进进;张涛;李艳;徐仁伯
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高频电子线路课程设计
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河北科技师范学院教务处制
摘要
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。
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。
文氏桥振荡电路由两部分组成：即放大电路和选频网络。
由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入电阻高、输出电阻低的特点。
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。
关键词：正弦波；振荡器；文氏电桥
目录
摘要.................................................... 错误！未定义书签。
1设计任务及要求. (9)
1.1.................................................................................................... 错误！未定义书签。
1.2 ***............................................................................................ 错误！未定义书签。
2 方案论证 (10)
3 单元电路设计 (11)
4 电路原理图及PCB版图 (11)
5 总结................................................... 错误！未定义书签。
附录及参考文献........................................... 错误！未定义书签。
1 设计任务及要求
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。
前期发展经历了EWB5.0、EWB6. 0、Multisim2001、Mult-isim7、
Multisim8、Multisim9 等版本。
Multisim10 的特点有:1) 器件丰富。
Multisim10比老版本新增了1200 多个器件、500多个SPICE 模块和100 多个开关模式电源模块。
2) 虚拟仪器种类齐全。
通用仪器有数字万用表、信号源,双通道示波器、波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、失真度测试仪、频谱分析仪和网络分析仪等。
3) 软件分析功能更强大。
分析功能包括静态工作点
分析、交流小信号分析、瞬态分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、传输函数分析、最坏情况分析、特卡洛分析、批处理分析、噪声指数分析、射频分析等。
1 基本文氏电桥正弦波发生器[1-3]常用的正弦波振荡电路有RC 和LC 两种电路,通常低频段选用RC 振荡器,其电路输出功率小,频率较低;高频段选用LC 振荡电路, 其输出的功率、频率都要高一些;频率稳定度要求高时,一般采用电容三点式振荡电路。
若从波形的种类和精度两方面考虑时, 要生成正弦波时,选用文氏电桥振荡器,更易组成外稳幅振荡器。
文氏电桥正弦波发生器是一种常用的RC振荡器,可以用来产生低频正弦波。
采用运算放大器和文氏电桥反馈网络组成的基本振荡电路模型如图所示。
2 方案论证
从理论上讲, 满足振荡条件后, 振荡幅值可固定在任意值上,但由于环境温度等外界条件的变化, 振荡条件会受到影响, 使振荡器停振或产生钵形失真。
因此须在基本电路上增加稳幅电路。
为得到稳幅的目的, 通常采用两只反向并接的二极管和电阻R1并联,它们在输出电压的正负半周内分别导通。
在起振之初,由于输出电压幅度很小,不足以使二极管。
利用二极管的非线性特性,使振荡电路能根据振荡幅度的变化,自动地改变基本放大器的负反馈的强弱,实现稳幅目的振荡过程中,两只二极管交替导通和截止,若外界因素使振幅增大, 二极管的正向导通电阻RD减小,使RF变小, 负反馈系数自动变大,反馈作用加强,从而稳定振幅。
3单元电路设计
4 电路原理图及PCB版
5总结
附录及参考文献
参考文献示例：
a 专著、会议录、学位论文、报告
[1]刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录［M］.北京：高等教育出版社，1957.
[2]辛希孟.信息技术与信息服务国际研讨会论文集：A集［C］.北京：中国社会科学出版社，1994.
[3]张筑生.微分半动力系统的不变集［D］.北京：北京大学数学系数学研究所，1983.
[4]冯西桥.核反应堆压力管道与压力容器的LBB分析［R］.北京：清华大学核能技术设计研究院，1997.
b 期刊文章
[5] 金显贺，王昌长，王忠东，等.一种用于在线检测局部放电的数字滤波技术［J］.清华大学学报（自然科学版），1993，33（4）：62-67.。