文氏桥振荡器

3.20文氏桥振荡电路的设计与测试

一、实验目的

1 掌握文氏桥震荡电路的设计原理。

2 掌握文氏桥振荡电路性能的测试方法。

二、设计要求

使电路输出从无到有，从正弦波到失真。定量绘出波形，研究RC参数对振荡

频率的影响。

三、电路原理图

四、电路原理

如上图所示为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，R1、R2、Rw及二极管等元件构成负反馈和稳幅条件。调解Rw

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稳幅。D1和D2要求特性匹配，以确

保输出波形正、负半周期对称。R3的接入是为了消弱二极管的影响，改善波形失真。电路的振荡频率：f=1/2πRC 起振的幅值条件：Af=1+Rf/R1>=3 。调整Rw，使得电路起振，且失真最小。改变选频网络的参数C或R，即可调解振荡频率。

五、实验内容

1.文氏桥振荡器的实现

电路图：

此时未起振

调节R4，至R4=1K×17%=170欧时，电路开始振荡，电路其他参数不发生改变。当R4=770欧时，如图，输出没有明显失真。

当R4=790欧时，如图，输出开始出现失真，此时振幅为10 V.

负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响的分析：

由起振的幅值条件：Af=1+Rf/R1 >=3 和实验结果可知

（1）当负反馈较弱即R4较小时，Af<3,不能起振；

（2）当负反馈较强即R4较大时，由于直流源电压和运放的限制，负反馈越强，失真越严重。

2.研究RC参数对振荡频率的的影响

（1）R=1000欧，C=1uF时，如图，周期T=548.630-542.228=6.402 ms，所以频率 f1=1/T= 156.2 Hz

（2）R=1000欧，C=10uF时，如图，周期T=835.272-771.636=63.64 ms，所以频率 f2=1/T= 15.7 Hz

（3）R=100欧，C=1uF 时 ，如图，周期T=56.293-55.638=0.655 ms ，所以 频

率 f3=1/T= 1526.7 Hz

（4）R=10千欧，C=1uF 时 ，如图，周期T=776.474-713.216=63.26 ms ，所以

频率 f4=1/T= 15.81 Hz

从实验结果可以总结出，当R 或C 增大时，f 会减小；同理，当R 或C 减

小时，f 会增大。这与振荡频率的计算公式 fo= 1

2πRC

相符。

3.稳幅作用分析

断开D1、D2，R=1千欧，C=1uF ，此时由下图可知，最大不失真波形对

应的R4=520欧，比有二极管时的相应R4小。

可见，二极管对此电路有稳幅作用，有缓解输出电压失真的作用。