集成电路RC正弦波振荡器

实验三集成电路RC正弦波振荡器

一、实验目的

1．掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成原理。

2．熟悉正弦波振荡器的高速测试方法。

3．观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。

二、预习要求

1．复习RC桥式振荡器的工作原理。

2．图5-2所示电路中，调节R1起什么作用，两个二极管起什么作用？

三、实验原理与参考电路

1．基本RC桥式振荡

电路如图所示，它由两部分组成，即放大电路和选频网络

V

F 。由图中可知由于Z1、Z2和R1、R f正好形成一个四臂电桥，因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。

Z1

Z2R

图

5-1RC

桥式振荡电路

由图可知，

在

时，经RC反馈网络传输到运放同相端的电压与

同相，即有和。这样，放大电路和由Z1、Z

2

组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件，因而有可能振荡。

实现稳幅的方法是使电路的R f

/R1值随输出电压幅度增大而减小。起振时要求放大器的增益>3,例如，R f用一个具有负温度系数的热敏电阻代替，当输出电压

增加使R f的功耗增大时，热敏电阻R

f减小，放大器的增益下降，使的幅值下降。如果参数选择合适，可使输出电压幅值基本恒定，且波形失真较小。

由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比RC 串并联网络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为RC串并联网络的

。RC串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在处,正反馈系数

，而R 1和R f 当构成电路中的负反馈，反馈系数

。F +与

F -的关系不同，导致输出波形的不同。

2．如图5-2 ，RC 桥式振荡电路由RC 串并联网络和同放大电路组成，图中RC 选频网络形成正反馈电路，并由它决定振荡频率f0,Ra 和Rb 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与稳幅控制。 在满足1

212,R R R C C C ====的条件下，该电路的：

振荡频率 01

2f RC

π=

起振幅值条件

13a b

vf a

R R A R +=

≥ 即 2b

a

R R ≥ 式中43,//b

d d R R R r r =+为二极管的正向动态电阻。

四、实验内容

1．按图5-2所示电路接线。 2．用示波器观察输出波形。

Vo

图5-2

3

．按表5.1内容测试数据

4．调整Rp 观察波形的变化。

5．解出两只二极管，再调整Rp ，观察波形变化，分析出现现象的原因，及二极管的作用。

图一所示电路中，改变振荡频率时为保持其振荡条件不被破坏，必须使两个电阻或两个电容同步调节，使工艺增加了难度，采用图二所示电路，就可以只调一个电阻，即可调频，又可以保持振荡条件。

R 2

10k R 47k

图5-3

（1）按图5-3，接好电路。

（2）调节RP 2，使电路起振，输出电压幅度浮动

（3）调整RP 1，记录输出电压V 0的频率变化范围，同时观察波变化情况。

五、实验报告要求

1．根据实验数据、分析、比较两电路的优缺点。 2．分析理论计算填写实验值误差的原因。

3．分析反馈电位器及二极管的作用，用实验数据加以说明。

六、思考题

1．图5-4中，正反馈文路是由_____组成，这个网络且______特性，要改变振荡频率，只要改变_____

或_______的数值即可。

2．图5-4中，1Rp 和R1组成______反馈，其中______是用来调节放大器的放大倍数，使Au ＞3的。

10k 1Rp

C 10.1

图5-4

七、实验元件与仪器

模拟电子线路实验箱一台双踪示波器一台

万用表一台连线若干

其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“集成电路RC正弦波振荡器”模板。