RC正弦波振荡器课程设计
RC正弦波振荡器设计实验
综合设计 正弦波振荡器的设计与测试一．实验目的1． 掌握运用Multisim 设计RC 振荡电路的设计方法 2． 掌握RC 正弦波振荡器的电路结构及其工作原理 3． 熟悉RC 正弦波振荡器的调试方法4． 观察RC 参数对振荡器的影响，学习振荡器频率的测定方法 二．实验原理在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能够取代输入信号，即电路中必须引入正反馈；二要有外加的选频网络，用以确定振荡频率。
正弦波振荡的平衡条件为：..1AF = 起振条件为..||1AF > 写成模与相角的形式：..||1AF = 2A F n πψ+ψ=（n 为整数） 电路如图1所示：1． 电路分析RC 桥式振荡电路由RC 串并联选频网络和同相放大电路组成，图中RC 选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率0f 。
1R 、f R 形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，1D 、2D 是稳幅元件。
该电路的振荡频率 ： 0f =RCπ21① 起振幅值条件：311≥+=R R A f v ②式中d f r R R R //32+= ，d r 为二极管的正向动态电阻2． 电路参数确定（1） 根据设计所要求的振荡频率0f ，由式①先确定RC 之积，即 RC=21f π ③为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻i R 和输出电阻o R 的影响，应使R 满足下列关系式：i R >>R>>o R 一般i R 约为几百千欧以上，而o R 仅为几百欧以下，初步选定R 之后，由式③算出电容C 的值，然后再算出R 取值能否满足振荡频率的要求（2） 确定1R 、f R ：电阻1R 、f R 由起振的幅值条件来确定，由式②可知f R ≥21R ， 通常取f R =（2.1~2.5）1R ，这样既能保证起振，也不致产生严重的波形失真。
此外，为了减小输入失调电流和漂移的影响，电路还应满足直流平衡条件，即： R=1R //f R（3） 确定稳幅电路：通常的稳幅方法是利用v A 随输出电压振幅上升而下降的自动调节作用实现稳幅。
rc正弦波振荡电路设计
rc正弦波振荡电路设计
RC正弦波振荡电路的设计过程可以按照以下步骤进行：
1.确定振荡频率：根据需要，选择合适的振荡频率。
2.确定电路参数：根据振荡频率，计算RC电路的参数，即电阻R和电容C 的值。
对于正弦波振荡电路，振荡频率f与R和C的关系为f=1/2πRC。
因此，已知振荡频率f，可以求出R和C的值。
3.设计电路：根据计算出的R和C的值，设计RC正弦波振荡电路。
电路一般由放大器、RC电路和正反馈网络组成。
放大器可以选择合适的运放或比较器等器件，RC电路选择相应的电阻和电容器件，正反馈网络可以选择相应的电阻或电容元件。
4.调整电路：在实际应用中，可能需要根据实际情况对电路进行调整，以获得更好的性能。
例如，可以通过调整放大器的反馈系数、RC电路的元件值等来调整振荡频率和幅度。
5.测试电路：在调整完成后，对电路进行测试，观察是否能够正常工作并产生稳定的正弦波输出。
总之，RC正弦波振荡电路的设计需要综合考虑电路参数、元件选择、电路结构等因素，并经过调整和测试来获得最佳性能。
模电RC正弦波振荡电路课程设计
课程设计课程名称：模拟电子技术A设计名称：RC正弦波振荡电路专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2018年1月5 日XX大学课程设计任务书学生姓名专业班级课程名称模拟电子技术A设计名称RC正弦波振荡电路设计设计周数 1 设计任务主要设计参数⑴振荡频率：500Hz；⑵振荡频率测量值与理论值的相对误差小于；⑶振幅基本稳定，振荡波形对称；⑷电源电压变化在以内时，无明显非线性失真。
设计内容设计要求⑴RC正弦波振荡电路形式有多种，按照设计要求，提出两种设计方案，进行比较后确定选用方案。
⑵用Multisim软件设计电路原理图；②根据电路功能及技术指标要求，计算电路各元件的参数；③对所设计电路进行仿真、调试，使所设计电路能实现设计要求。
④对仿真过程和仿真结果进行分析。
⑤将仿真测得的正弦波频率,输出幅值分别与理论计算值进行比较,分析产生误差的原因。
⑥如果所设计的RC正弦波振荡电路不能起振，一个条件哪个参数？如何调节？（通过仿真验证）⑦如果输出波形失真，应该调节哪个参数？如何调节？（通过仿真验证）主要参考资料[1]华中科技大学电子技术课程组编，康华光主编.电子技术基础.模拟部分.第五版.北京：高等教育出版社，2010[2]华中科技大学电子技术课程组编，康华光主编.电子技术基础.数字部分.第五版.北京：高等教育出版社，2011[3]刘原主编.电路分析基础.北京：电子工业出版社，2011[4]及力主编.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程.北京：电子工业出版社，2007[5]（日）稻叶保著，何希才，尤克译.振荡电路的设计与应用.北京：科学出版社，2004学生提交归档文件“课程设计说明书”一本（用word编辑排版打印）要求：内容准确，表述清晰、调理，图文详尽。
注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）。
2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。
RC电容震荡器电路课程设计报告书
摘要本次课程设计的目标是设计一个RC电容振荡电路。
RC振荡电路由放大电路和选频网络两局部组成,施加正反应就产生振荡，振荡频率由RC网络的频率特性决定。
它的起振条件为：R f>2R1，振荡频率为：f o=1/2πRC。
运算放大器选用LM741CN,采用非线性元件来自动调节反应的强弱以维持输出电压的恒定，进而到达自动稳幅的目的，这样便可以保证输出幅度为2Vp-p；而频率围确实定是根据式f o=1/2πRC以及题目给出的频率围来确定电阻R 或电容C的值，进而使其满足题目的要求。
关键词：RC振荡电路、振荡频率、输出幅度目录1设计任务与要求 (1)1.1课程设计的目的 (1)1.2 课程设计的任务与要求 (1)1.3 课程设计的技术指标 (1)2 电路原理及分析 (2)2.1电路组成 (2)2.2正弦波振荡电路的根本工作原理 (3) (3) (3) (3) (4)2.3 振荡电路中的负反应 (4)2.4 RC串并联网络的选频特性 (4)3、设计方案与比拟 (7)3.1RC移相振荡电路 (7)3.2RC串并联网络的文氏电桥振荡电路 (7)3.3双T选频网络振荡电路 (7)4 参数计算及器件选择 (8)4.1 器件的选择 (8)4.2理论数据处理 (8)4.3实验数据处理 (8)4.4 理论数据与实验数据的比照 (8)4.5 误差分析 (8)5 仿真与调试 (9)5.1仿真软件Multisim 11.0 (9)5.2电路的仿真 (11)5.3仿真电路的调试和结果 (11)6 实物图 (13)7 结论和心得总结 (14)致 (16)参考文献 (17)附录 (17)1设计任务与要求1.1课程设计的目的1. 掌握由集成运算放大器组成RC正弦波振荡电路的工作原理和电路结构。
2. 掌握RC桥式正弦波振荡电路的仿真调测。
3. 进一步掌握用双踪示波器的使用方法。
4. 掌握常用元器件的识别和测试。
5. 熟悉常用仪表。
6. 掌握电路板的焊接，以及元件在电路板上的插法。
实验八 RC正弦波振荡器
实验八 RC正弦波振荡器实验目的：1.熟悉仿真软件MULTISIM的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法。
2.熟悉POCKETLAB硬件实验平台，掌握基于功能的使用方法。
3.掌握RC正弦波振荡器的设计和分析方法。
4.掌握RC正弦波振荡器的安装与调试方法。
实验内容：一.仿真实验1.RC相移振荡电路如图8-1所示，在MULTISIM中搭建其开环分析电路，理解起振和稳定的相位条件与振幅条件。
图8-1 RC相移振荡电路所以f=649.7HZ所以放大器的增益绝对值大于29.图8-3 RC相移振荡电路开环仿真图图8-4 RC相移振荡电路开环仿真幅频图和相频图由幅频特性曲线图可知，该电路的振荡频率为640.4004HZ。
2.在MULTISIM中搭建8-1电路，进行瞬态仿真。
所以=19.89*10^-5意向网络增益为1/3，所以为满足起振条件，基本放大器增益应大于3.表8-1 RC相移振荡电路振荡频率计算值仿真值实测值振荡频率649.7HZ 628.099HZ 633HZ3.将8-1电路振荡频率增加或减小10倍，重新设计电路参数。
表8-2 RC相移振荡电路振荡频率改动原件改动前频率减小10倍频率增加10倍R R=10k R=100k;R20=3000kC C=10nF C=100nF60.84HZ C=1nF 6．08kHZC=1nF C=100nFR=100K4.调试修改文氏电桥振荡器，进行瞬态仿真。
表8-3 文氏电桥振荡电路振荡频率C1(uF) R1(K) R2(K) R3(K) R4(K) 0.01 20 10 4.7 16.8表8-4 文氏电桥振荡电路振荡频率设计值仿真值实测值振荡频率800HZ 791.76HZ 830HZ图8-5 文氏电桥振荡器瞬态波形图图8-6 文氏电桥振荡器频谱图一．硬件实验1.电路连接2.瞬态波形观测3.频谱测量图8-7 RC电路瞬态波形图图8-8 RC电路频谱图4.按以上步骤对文氏电桥电路进行相应硬件实验图8-9 文氏电桥振荡器瞬态波形图图8-10 文氏电桥振荡器频谱图实验思考：1.将8-1所示电路中的C从10nF改为0.1nF后，进行仿真，结果如何？请解释原因。
实验五RC正弦波振荡器
实验五RC正弦波振荡器一．实验目的1.学习文氏桥振荡器的电路结构和工作原理。
2.学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法。
二．电路原理简述从电路结构上看，正弦波振荡器实质上是一个没有输入信号，但带有选频网络的正反馈放大器。
它由选频网络和放大器两部分组成，选频网络由R、C串并联组成，故振荡电路称为RC振荡器，它可产生lHz--1MHz的低频信号。
根据RC 电路的不同，可分为RC移项、RC串并联网络、双T选频网络等振荡器。
RC串并联网络(文氏桥)振荡器电路形式如图5—1所示。
其原理为：图中的RC选频电路，若把Ui看成输入电压，把Uo看成输出电压，则只有当f=fo=1/2∏RC，Uo和Ui才能同相位。
且在有效值上Uo=3Ui，对该振荡器电路而言．当电路满足振荡频率f=fo=1/2∏RC，且放大电路的放大倍数︳Au ︳>3时，就能产生一个稳定的正弦波电压Uo。
图5—1 RC串并联网络振荡器原理图本实验采用两极共射极带负反馈放大器组成RC正弦波振荡器，实验电路如图5-2。
电路特点：改变RC则可很方便的改变振荡频率，由于采用两级放大及引入负反馈电路，所以能很容易得到较好的正弦波振荡波形。
其中：R F1=1kΩ，R W=150kΩ，增加Rf3=1kΩ,C2=C3=0.47μF，C7=C8=0.01μF，C1=10μF/25V，C E1= C E2=47μF/25V，R E1’=R E2’=10Ω，R F2=51Ω，R C1’=R E1”=120Ω，R C2=R S= R E2”=470 Ω，R B22=1kΩ，R B21=1.5kΩ，R B1=10kΩ，T1=T2=9013，外接电阻R=2kΩ，电容C=0.01μF，三．实验设备名称数量型号1．直流稳压电源 1台 0～30V可调2．低频信号发生器1台3．示波器 1台4．晶体管毫伏表 1只5．万用表 1只6．反馈放大电路模块 1块 ST2002四. 实验内容与步骤1. RC振荡电路的调整1）按照图5-2电路原理，选用“ST2002反馈放大电路”模块，熟悉元件安装位置，开始接线,此电路中D和0V两点不要连接，检查连接的实验电路确保无误后，在稳压电源输出为12V的前提下对实验电路供电。
RC正弦波振荡电路设计
RC 正弦波振荡电路设计电气工程系 王文川任务三 RC 正弦波振荡电路一、RC 正弦波振荡器任务描述RC 正弦波振荡电路的描述学习目标RC 正弦波振荡电路的认识。
重点：RC 正弦波振荡电路的描述。
难点：RC 正弦波振荡电路的认识。
一、实验目的1、进一步学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件2、学会测量、调试振荡器二、实验原理从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大器。
若用R、C元件组成选频网络，就称为RC 振荡器，一般用来产生1Hz～1MHz的低频信号。
1、RC移相振荡器。
电路型式如图12－1所示,选择R＞＞Ri图12－1 RC移相振荡器原理图振荡频率起振条件放大器A的电压放大倍数｜｜＞29电路特点简便，但选频作用差，振幅不稳，频率调节不便，一般用于频率固定且稳定性要求不高的场合。
频率范围几赫～数十千赫。
2、RC串并联网络（文氏桥）振荡器电路型式如图12－2所示。
振荡频率起振条件 ||＞3电路特点可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。
图12－2 RC串并联网络振荡器原理图3、双T选频网络振荡器电路型式如图12－3所示。
图12－3 双T选频网络振荡器原理图振荡频率起振条件 ||＞1电路特点选频特性好，调频困难，适于产生单一频率的振荡。
注：本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC正弦波振荡器。
三、实验设备与器件1、＋12V 直流电源2、函数信号发生器3、双踪示波器4、频率计5、直流电压表6、 3DG12×2 或 9013×2电阻、电容、电位器等四、实验内容1、RC串并联选频网络振荡器(1)(1)按图12－4组接线路图12－4 RC串并联选频网络振荡器(2) 断开RC串并联网络，测量放大器静态工作点及电压放大倍数。
(3) 接通RC串并联网络，并使电路起振，用示波器观测输出电压uO波形，调节Rf使获得满意的正弦信号，记录波形及其参数。
rc正弦波振荡器课程设计
摘要振荡器是一种在没有外加激励信号，而自动的将直流电源产生的能量转化为具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流信号的电路。
振荡器一般由晶体管等有源器件和具有选频能力的无源网络所组成。
振荡器的种类很多，根据工作原理来分，可分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。
根据所产生波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。
根据选频网络所采用的器件来分，可分为LC振荡器、晶体振荡器以及RC振荡器等。
正弦波振荡器在无线电技术中应用非常广泛。
在通信系统中，可用来产生发射极部分的载波信号和接收机中的本地震荡信号。
在电子测量仪器中，可用来各种频段的正弦波信号。
本课程主要研究RC正弦波振荡器的电路设计与proteus软件仿真。
滤波器是对波进行过滤的器件。
它的作用实质上是“选频”，即允许某一部分的信号顺利通过。
在无线电技术、自动测量和控制系统中，常被用来对模拟信号进行处理，如数据传送、抑制干扰。
滤波器根据工作信号的频率范围，可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
本课程主要是对带通滤波器的设计与仿真。
关键词：RC正弦波振荡器；滤波器；proteus仿真目录1 绪论 (1)2 设计任务 (2)2.1课程设计的目的 (2)2.2课程设计任务与要求 (2)2.3课程设计技术指标 (2)3 RC正弦波振荡器工作原理 (3)3.1 电路原理及元件选择 (3)3.2 参数计算 (3)4 4阶带通滤波器工作原理 (5)4.1 电路原理及元件选择 (5)4.2 参数计算 (5)5Proteus软件介绍 (6)6电路仿真与结果分析 (7)6.1 RC正弦波振荡器仿真与结果分析 (7)6.2 4阶带通滤波器器仿真与结果分析 (7)致谢 (10)参考文献 (11)1 绪论本次课程设计的内容包括RC正弦波振荡器电路和高阶带通滤波器电路的设计与仿真两部分。
RC正弦波振荡器电路由四部分组成：放大电路，反馈网络，选频网络，稳幅环节。
其中放大电路和反馈网络构成正反馈系统，共同满足AF=1。
实验十四 RC正弦波振荡器
07电信2007117106 谢华实验十四RC正弦波振荡器一、实验目的1.掌握RC正弦波振荡器的电路结构及工作原理2.熟悉正弦波振荡器的测试方法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、实验仪器1 双踪示波器2 低频信号发生器3 频率计4 毫伏表直流电源三、实验原理正弦振荡电路一般包括两部分，放大电路A和反馈网络F，如图5-14-1所示X0Xf由于振荡电路不需要外界输入信号，因此，通过反馈网络输出的反馈信号Xf就是基本放大电路的输入信号Xid。
该信号经基本放大电路放大后，输出为Xo，若能使Xf与Xid大小相等，极性相同，构成正反馈电路，那末这个电路就能维持稳定的输出。
因而，Xf＝Xid可引出正弦振荡条件。
由图5-14-1可知：Xo=AXid而Xf=Fxo 当Xf＝Xid时，则有：AF=1上述条件可写成︱A F︱＝1，称幅值平衡条件。
即放大倍数A与反馈系数F乘积的模为1，表明振荡电路已经达到稳幅振荡，但若要求电路能够自行振荡，开始时必需满足︱A F︱>1的起振条件。
由Xf与Xid极性相同，可得：ΦA＋ΦF＝1 称相位平衡条件即放大电路的相角和反馈网络的相角之和为2n·PI，其中n为整数。
要使振荡电路输出确定频率的正弦信号，电路还应包含选频网络和稳幅电路两部分。
选频电路的作用使单一频率的信号满足振荡条件，稳幅电路能保证电路的输出幅度是稳定不失真的，这两部分电路通常可以是反馈网络，或放大电路的一部分。
RC正弦振荡电路也称为文氏桥振荡电路。
它的主要特点是利用RC串并联网络作为选频和反馈网络。
如图5-14-2所示：由串并联网络的幅频特性，可知当信号频率为f o=1/2·PI·RC时，选频网络的相角为0度，传递系数稍大于3。
故实验中的放大电路采用同相比例电路。
实验内容1、按上图连线，注意电阻1Rp=R，需预先调好再接入。
2、调节电位器2Rp，使电路产生正弦振荡，用示波器观察输出波形。
RC正弦波振荡器
RC正弦波振荡器一、实训目的1、掌握RC桥式正弦波振荡器的电路构成及工作原理；2、熟悉正弦波振荡器的调整、测试方法；3、观察参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测试方法；4、熟悉RC正弦波振荡器故障的分析和处理。
二、实训所需挂件及附件序号型号备注1 PMT01电源控制屏该控制屏包含“液晶显示屏”等模块2 PMT-60电子技术实训电源组件该挂件包含“电源及信号源”等模块3 PMT-61电子技术实训组件（一）该挂件包含“RC正弦波振荡器”等模块4 双踪示波器自备三、实训原理RC正弦波振荡器的原理图如下图2-5所示；图2-5 RC桥式正弦波振荡器RC桥式正弦波振荡器又称为文氏桥振荡器，电路由同相放大器和具有选频作用的RC串并联正反馈网络两部分组成，即放大电路A V和选频网络F V。
A V为由集成运放LF353组成的同相放大电路，①脚输出频率为f0的信号通过RC串并联反馈到放大器的输入端③脚。
因为RC选频网络的反馈系数F=1/3，因此，只要使放大器的放大倍数Auf=3，就能满足振幅平衡条件；由于同相放大器的输入信号与输出信号的相位差为00，RC串并联选频网络对于频率为f0信号的相移也为00，所以信号的总相移满足相位平衡条件，属正反馈。
因此，电路对信号中频率为f0的分量能够产生自激振荡，而其他的频率分量由于选频网络的作用，反馈电压低，相位不为零，则不产生自激振荡。
在实用的RC桥式振荡器电路中，反馈电阻Rf（相当于图2-5中的RP2）常采用具有负温度系数的热敏电阻以便顺利起振，当振荡器的输出幅度增大时，流过Rf 的电流增强，随热敏电阻的温度上升其电阻变小，使放大器的增益下降，这将自动调节振荡输出信号趋于稳定。
RC桥式振荡器电路的振荡频率取决于RC选频回路的R1、C1、RP1、C2参数，通常情况下，R1=RP1=R 、C1=C2=C ，振荡频率为)2/(10RC f π=四、实训方法1、用万用表监测使RP1=R1=10K ，用导线从PMT-60挂件上将±15V 电源接到PMT-61挂件的“RC 桥式振荡器”模块的±15V 输入端。
RC正弦波振荡器电路设计及仿真教学文案
R C正弦波振荡器电路设计及仿真精品资料《电子设计基础》课程报告设计题目：RC正弦波振荡器电路设计及仿真学生班级：学生学号：学生姓名：指导教师：时间：成绩：西南xx大学信息工程学院一.设计题目及要求RC正弦波振荡器电路设计及仿真，要求：（1）设计完成RC正弦波振荡器电路；（2）仿真出波形，并通过理论分析计算得出频率。
二.题目分析与方案选择在通电瞬间电路中瞬间会产生变化的信号且幅值频率都不一样，它们同时进入放大网络被放大，其中必定有我们需要的信号，于是在选频网络的参与下将这个信号谐振出来，进一步送入放大网络被放大，为了防止输出幅值过大所以在电路中还有稳幅网络（如图一中的两个二极管），之后再次通过选频网络送回输入端，经过多次放大稳定的信号就可以不断循环了，由于电路中电容的存在所以高频阻抗很小，即无法实现放大，且高频在放大器中放大倍数较小。
三.主要元器件介绍10nf电容两个；15kΩ电阻一个；10kΩ电阻三个；滑动变阻器一个；2.2k Ω电阻一个；二极管两个；运算放大器；示波器四.电路设计及计算在multisim软件上做的仿真电路图如图1。
电路震荡频率计算： f=1/2πRC起振的复制条件：R f/R i>=2 其中R f=R w+R2+R3/R d由其电路元件特性 R=10KΩ C=10nF电路产生自激震荡，微弱的信号 1/RC 经过放大，通过反馈的选频网络，使输出越来越大，最后经过电路中非线性器件的限制，使震荡幅度稳定了下来，刚开始时A v=1+R f/R i >3。
平衡时 A v=3，F v=1/3(w=w0=1/RC)五.仿真及结果分析在multisim中进行仿真，先如图一连接好电路，运行电路，双击示波器，产生波形如下图图2刚开始运行电路时，输出波形如图2，几乎与X轴平行，没有波形输出。
图 3经过不久，波形就开始产生振荡，幅度逐渐增大，并达到一个最大值后，保持幅度以正弦输出。
如图3六.PCB板排布图 4Protel 99 se中做出来的原理图如图四，pcb如下图。
实验七 RC正弦波振荡器
三、实验设备
1．双踪示波器 2．现代电子技术实验台
3. 示波器
四、实验内容及步骤
1．按图3.6.1接线。 2．用示波器观察输出波形。 3. 测上述电路输出频率（示波器读取）。 4．改变振荡频率。 在实验台上使文氏桥电容C1=C2=0.1μ。 思考： (1)若元件完好，接线正确，电源电压正常，而Uo=0,原 因何在？应怎么办？
实验六
一、实验目的
RC正弦波振荡器
1．掌握桥式RC正弦波振荡电路的构成及工作原理。 2．熟悉正弦波振荡电路的调整、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、 实验原理
如图3.6.1由运算放大器和文氏电桥组成RC正弦 波振荡器，其中RP1 、 C1 、R2 、 C2组成正反馈网 络选频网络。
1 1 当 0 时,正反馈系数: F 3 RC 图3.6.1中，R1、 Rf 是负反馈网络，是为了改善振荡波形 和稳定振幅而引入的。其负反馈系数为：F R1
R1 R f
1 当 f f0 时，正反馈系数: F 1 2 RC 3
电路还必须满足Rf>2R1的关系，否则，会引起波形严 重失真。 调试时，适当调整负反馈的强弱，使放大器的电压放大 倍数A略大于3，振荡器就可以起振，输出正弦波信号；若A 的值远大于3，则输出的正弦波信号易产生非线性失真；若 A的值小于3，因不满足幅度平衡条件，故振荡器不起振。
47K
RP1
10K
0.2μ 2K
A1
R2
A
0.2μ
3.6.1 集成运放构成桥式RC正弦波振荡器
10K
为了分析方便起见，选择元件时使R2=Rp1=R， C1=C2=C。正反馈网络的反馈系数为：
RC正弦波振荡电路设计
RC正弦波振荡电路设计首先，我们需要了解RC正弦波振荡电路的基本原理。
振荡器是一种电路，它能够将直流电源的能量转换为交流信号。
在RC振荡电路中，我们使用了一个电容和一个电阻来实现振荡。
在RC正弦波振荡电路中，电容充电和放电的时间常数（记为τ）非常重要。
时间常数τ决定了振荡频率的大小，公式为τ=RC，其中R为电阻的阻值，C为电容的电容值。
接下来，我们将详细介绍如何设计RC正弦波振荡电路。
设计过程分为以下几个步骤：1.确定振荡频率：首先根据需要确定振荡的频率范围，并选择一个合适的频率。
振荡频率主要由电容值和电阻值决定，可以通过调整它们的比例来改变频率。
2.选择电容和电阻：根据已知的振荡频率，选择一个合适的电容和电阻。
一般来说，电容的值可以在几十皮法（pF）到几百微法（uF）之间选择，而电阻的值可以在几百欧姆（Ω）到几兆欧姆（MΩ）之间选择。
3.计算时间常数：根据所选择的电容和电阻的值，计算时间常数τ。
时间常数τ决定了振荡的频率，可以根据τ=RC公式计算得出。
4.根据振荡频率调整电容和电阻：如果振荡频率与所需要的频率不一致，可以通过调整电容和电阻的比例来改变频率。
通常来说，增加电容值可以降低频率，而增加电阻值可以提高频率。
5.考虑放大器：为了增强正弦波信号的幅度，可以在RC振荡电路中添加一个放大器电路。
放大器电路一般采用运算放大器、晶体管等元件实现。
6.振荡电路的稳定性：为了确保RC振荡电路的稳定性，可以在电容的两端或电阻的两端添加阻尼电阻，用来衰减振荡中的能量。
7.电源：振荡电路需要一个直流电源供电，电源电压的稳定性会影响振荡器的稳定性，因此需要选择一个稳定的电源。
最后，设计好RC正弦波振荡电路后，可以使用示波器等仪器进行验证，观察输出的波形是否为正弦波，并调整电容和电阻的值，使得输出的波形更加稳定和准确。
总结来说，RC正弦波振荡电路的设计步骤包括确定振荡频率、选择电容和电阻、计算时间常数、根据频率调整电容和电阻、考虑放大器、确保振荡电路的稳定性和选择稳定的电源。
RC振荡器的设计
实验六 RC振荡器的设计一．实验目的1．学习RC正弦波振荡器的设计方法2．掌握RC正弦波振荡器的安装、调试与测量方法。
二.预习要求1．预习振荡器设计的有关内容。
2．设计一个满足指标要求的RC正弦波振荡器，计算出振荡器中各元件的参数，画出标有元件值的电路图。
3．预习振荡器的调试与测量方法，制定出实验方案，选择实验用的仪器设备。
三．RC振荡器的设计与调试实用文档RC振荡器的设计，就是根据所给出的指标要求，选择电路的结构形式，计算和确定电路中各元件的参数，使它们在所要求的频率范围内满足振荡的条件，使电路产生满足指标要求的正弦波形。
RC振荡器的设计，可按以下几个步骤进行：1．根据已知的指标，选择电路形式。
Au o2．计算和确定电路中的元件参数。
3．选择运算放大器R4R W R54．调试电路，使该电路满足R C指标要求。
R3 D1实用文档实用文档设计举例：设计一个振荡频率为800Hz 的RC （文氏电桥）正弦波振荡器。
图1 RC 正弦波振荡器设计步骤如下：1． 根据设计要求，选择图1所示电路。
2． 计算和确定电路中的元件参数。
（1）根据振荡器的频率，计算RC 乘积的值。
)(1099.180014.3212140s f RC -⨯=⨯⨯==π （2）确定R 、C 的值为了使选频网络的特性不受运算放大器输入电阻和输出电阻的影响。
按：R i R R 0的关系选择R 的值。
其中：R i （几百k Ω以上）为运算放大器同相端的输入电阻。
R 0（几百Ω以下）为运算放大器的输出电阻。
实用文档因此，初选R=20k Ω，则：uF F C 1.010995.010201099.1734≈⨯=⨯⨯=-- （3）确定R 3和R f (在图1中R f =R 4+R w +r d //R 5)的值。
由振荡的振幅条件可知，要使电路起振，R f 应略大于2R 3，通常取R f =2.1R 3。
以保证电路能起振和减小波形失真。
另外，为了满足R=R 3//R f 的直流平衡条件，减小运放输入失调电流的影响。
RC正弦振荡器的设计与调试(设计性实验)
② 将规定的振荡频率下的RC参数的实测值和理论 估算值列表进行比较，整理测试数据并分析误差。 ③根据实验结果，总结所设计的RC振荡器的特点。 (2) 思考与总结 表6-1
fO (
有稳 压管 VOP- VPP- V形
fO (
当ω ＝ω 0＝1/RC时，F＝1/3，根据振幅平衡条件， 只有A＝３，电路才能维持振荡。 振荡电路自行起振的条件是AF＞1，因F＝１/３，则 A＞3有利于电路起振，但A过大，波形严重失真。为 了达到稳幅和改善输出波形，电路中引入了两个二 极管及反馈元件R5。 此电路为RC串并联网络（文氏桥）振荡器。 振荡频率：
起振条件： |
|＞3
电路特点： 可方便地连续改变振荡频率，便 于加负反馈稳幅，容易得到良好的振
荡波形。 4.实验步骤 (1) 连接电路。 (2) 振荡电路的调整。 调RP，用示波器观察输出电压VO，测其频率和幅 度，记录于表6-1中。 将RP调到0，再增大RP，观测VO波形变化。 （3）用示波器观察VP、VN，将结果填入表5-1中。 （4）去掉稳压管，重复第（2）、（3）步。 5. 实验总结与分析 (1) 实验报告要求 ① 画出设计电路和提供元器件选择依据；
SL-162
0-20M 待选 待选
1台
1台 1台 1块
5 6 7
稳压管 电位器 电阻 电容器 集成运算放大器
2CW53 100K 10K 0.1uF 741
2个 1个 4个 2个 1块
3. 设计要求与提示 (1) 设计要求 ① 本振荡器要求振荡频率为f0=160Hz(误差在1%)， 放大环节用集成运算放大器，输出无明显失真，取 UCC＝＋12V，VEE=-12V。 ②计算选择元器件参数，进行元器件测试。（实验 报告中要有设计过程） ③连接实验电路。 ④测量振荡器的振荡频率，记录波形及其参数。
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通信专业课程设计二太原科技大学课程设计（论文）设计(论文)题目：RC正弦波振荡器的设计姓名姚青叶学号 200915030131班级通信091501学院电子信息工程学院指导教师郭一娜2013年 1 月 4 日太原科技大学课程设计（论文）任务书学院（直属系）：电子信息工程学院时间： 2012年12月19日文氏电桥振荡电路起振条件为：振荡频率为：RC 正弦波振荡器摘要本设计的主要电路采用文氏电桥振荡电路。
如图1-1文氏桥振荡电路由放大电路和选频网络两部分组成,施加正反馈就产生振荡，振荡频率由RC网络的频率特性决定。
它的起振条件为：，振荡频率为：。
运算放大器选用LM741CN,采用非线性元件（如温度系数为负的热敏电阻或JFET）来自动调节反馈的强弱以维持输出电压的恒定，进而达到自动稳幅的目的，这样便可以保证输出幅度为2Vp-p；而频率范围的确定是根据式fo=1/2πRC以及题目给出的频率范围来确定电阻R或电容C的值，进而使其满足题目的要求。
关键词：文氏电桥、振荡频率、LM741CN、JFET目录摘要 (I)第1章系统方案选择和论证 (1)1.1系统基本方案 (1)1.1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (2)1.1.2 稳幅控制的选择与论证 (2)1.1.3 运算放大器的选择 (2)1.1.4 最终的方案选择 (2)第2章主要电路设计 (8)2.1文氏电桥振荡电路的设计与主要特性 (8)2.1.1 RC选频网络及其特性..................................... . (9)2.1.2 集成运放电路 (11)2.1.3 分立电路 (12)2.2 RC文氏桥振荡电路的稳幅过程 (13)2.2.1 热敏电阻的稳幅过程 (13)2.2.2 JFET的稳幅过程 (14)2.3 振荡频率和输出幅度的计算 (15)第3章系统测试 (15)3.1正弦波 (15)3.2正弦波转化为方波 (15)3.3方波转化为三角波 (16)3.4三角波转化为正弦波 (17)第4章结论 (18)心得体会 (18)参考文献 (19)附录：元件清单 (20)第1章系统方案选择和论证1.1 系统基本方案1.1.1 正弦波振荡电路的选择与论证本设计选用文氏电桥振荡电路。
如图1.1。
图1.1 RC桥式振荡电路这种电路的特点是：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。
振荡频率由RC网络的频率特性决定。
它的起振条件为：。
它的振荡频率为：。
1.1.2 稳幅控制的选择与论证方案一：采用硅二极管来组成限幅电路。
这种电路的温度特性较差（温度升高输出振幅下降），几乎没有实用价值。
故不采用。
方案二：采用发光二极管LED组成限幅电路。
LED是利用其正向电压与稳定的温度特性，它的正向电压比通常的硅二极管大，温度特性比三个串联的二极管要稳定的多。
但该种电路的振幅稳定度和波形失真率都不太好，故不采用此方案。
方案三：在放大电路的负反馈回路里采用非线性元件来自动调整反馈的强弱以维持输出电压恒定。
例如，在图1-1所示的电路中，Rf可用一温度系数为负数的热敏电阻代替。
当输出电压|V0|增加时，通过负反馈回路的电流|If|也随之增加，结果使热敏电阻的阻值减小，负反馈加强，放大电路的增益下降，从而使输出电压|V0|下降;反之，当|V0|下降时，由于热敏电阻的自动调整作用，将使|V0|回升，因此，可以维持输出电压的恒定。
也可利用JTFET工作在可变电阻区。
当JFET的漏源电压Vds较小时，它的漏源电阻Rds可通过栅极电压来改变。
因此，可利用JFET进行稳幅。
该电路频率稳定度由使用的电容的温度系数决定，而振幅稳定度和波形失真率都得到改善。
方案四：采用可编程模拟电路提供单片机正弦振荡器的设计方案。
1.1.3 运算放大器的选择考虑到综合性能和题目要求的关系这里我们选用LM741CN作为运算放大。
1.1.4 最终的方案选择文氏电桥振荡电路适用的频率范围为几赫兹到几百千赫兹，可调范围宽，电路简单易调整，同时波形失真系数为千分之几。
很适合我们题目的要求。
故采用文氏电桥振荡电路以及利用非线性元件来控制电压，起到稳幅的作用。
选用LM741CN作为运算放大器。
正弦波发生器的工作原理图1.2正弦波发生器的工作原理1.产生正弦波振荡的条件：在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能取代输入信号，而若要如此，电路中必须引入正反馈；二要有外加的选频网络，用以确定振荡频率。
正弦波振荡的平衡条件为:A F=1写成模与相角的形式为使输出量在合闸后能够有一个从小到大直至平衡在一定幅值的过程。
2.正弦波振荡电路的组成a.放大电路b.选频网络c.正反馈网络d.稳幅环节3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤a.观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节四部分。
b.判断放大电路能否正常工作，即是否有合适的静态工作点且动态信号是否能输入、输出和放大。
c.利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦振荡的相位条件。
d.判断电路是否满足正弦振荡波的幅值条件，即是否满足起振条件。
4.RC桥式正弦波振荡电路由RC串并联选频网络和同相比例运算电路所构成。
正反馈网络的反馈电压Uf是同相比例运算电路的输入电压，因而要把同相比例运算电路作为整体看成电压放大电路，它的比例系数是电压放大倍数，根据起振条件和幅值平衡条件Au=U0/Up=1+R f/R l>=3R f>=2R1正弦波—方波工作原理图1.3 正弦波—方波工作原理在RC桥式正弦波振荡电路后加一个过零比较器。
过零比较器的阈值电压U t=0V。
集成运放工作在开环状态，其输出电压为+U om 或-U om。
当输入电压u i<0V时，U o=+U om;当u i>0V时，U0=-U0m。
其中RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充放电实现输出状态的自动转换。
方波—三角波工作原理图1.4方波—三角波工作原理在方波发生电路中，当过零比较器的阈值电压数值较小时，可将电容两端的电压看成近似三角波。
但是，一方面这个三角波的线性度较差，另一方面带负载后使电路的性能产生变化。
只要将方波电压作为积分运算电路的输入，在其输出就得到三角波电压。
三角波—正弦波工作原理在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下，可以考虑采用低通滤波器的方法将三角波变换为正弦波。
低通滤波器的通带截止频率应大于三角波的基波频率且小于三角波的三次谐波频率。
工作原理图：图1.5工作原理图第2章. 主要电路设计2.1 文氏电桥振荡电路的设计与主要特性RC文氏电桥振荡电路是以RC选频网络为负载的振荡器，其模型框图如图2.1图2.1 RC振荡器框图这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。
放大电路由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。
而选频网络则由Z1、Z2组成，同时兼做正反馈网络。
由图1-1可知，Z1、Z2和R1、Rf 正好形成一个四臂电桥电桥的对角线顶点接到放大电路的两个输入端，桥式振荡电路由此得来。
2.1.1 RC选频网络及其特性如图2.2（a）图2.2 Rc选频网络RC选频网络的传输函数为：令：R1=R2=R C1= C2=CRC串并联选频网络具有选频作用，它的频率响应特性由明显的峰值。
反馈网络的反馈系数为：（2.1）当ω=ωo(谐振频率)=1/R C时,F v=1/3(φf=0)(1)幅频特性曲线如图2.2(b)由上式：ω=ωo时：F v(ωo)=1/3(最大)ω<ωo时：当ω→0 ，F v(ω)→0ω>ωo时：当ω→∞，F v(ω)→0由上图可见,当时,达到最大值并等于1/3,相位移为00,输出电压与输入电压同相,对于该频率,所取的输出电压即幅度是最大的,所以RC串并联网络具有选频作用.(2)相频特性曲线如图2.2（b）①ω<ωo时(ω减小)X c1>>R1 ,C1与R1串联→ X c1X c2>>R2 ,C2与R2并联→ R1则：v o超前v s相位φ(ω→0时,φ→+π/2)②ω>ωo时(ω增大)X c1<<R1 ,C1与R1串联→ R1X c2<<R2 ,C2与R2并联→ X c2则：v o滞后v o相位-φ(ω→∞时,φ→-π/2)③ω=ωo时，v o与v o同相2.1.2 集成运放电路如图2.3图2.3集成运放文氏电桥振荡器(1) 正反馈支路→运放+端ω=ωo=1/RC时，相位平衡(φf=0)由振幅平衡条件：A v F v=1已知：F v'= F+=1/3故要求：A v≥3(A v应≥反馈量)(2) 负反馈支路→运放-端作用：改善波形，稳定振幅，R t(热敏电阻)进行温度补偿。
F-=R1/(R t+R1)(3) 总反馈系数（2.2）注意：运放的R i、R o均与RC网络并接，对网络的影响较大。
2.1.3 分立电路如图2.4图2.4 分立器件文氏电桥振荡器注意：(1)为满足相位条件(φ=2nπ)，放大器应为2级(或偶数级)；(2)VT1的R i小，VT2的R o对网络影响较大，可采用场效应管。
2.2 RC文氏桥振荡电路的稳幅过程2.2.1 热敏电阻的稳幅过程RC桥式振荡电路的稳幅作用是靠热敏电阻Rf实现的。
Rf是负温度系数热敏电阻，当输出电压升高，Rf上所加的电压升高，即温度升高，Rf的阻值减小，负反馈增强，输出幅度下降，反之输出幅度增加。
若热敏电阻是负温度系数，应放置在R1的位置.（1）若该电路RF为一固定电阻, 放大器Au为常数.起振时:则要求振荡平衡:则要求,只有当运算放大器进入非线性工作区才能使增益下降达到平衡条件,从而产生严重失真现象.（2）若该电路RF为一负温度系数的热敏电阻起振时:由于信号较弱,热敏电阻RF处于冷态,阻值比较大, 放大器Au值较大满足,很快振荡建立.振荡平衡: 随信号增强,热敏电阻RF温度升高,阻值减小, 放大器Au值自动下降,在运算放大器还末进入非线性工作区时,达到平衡条件.2.2.2 JFET的稳幅过程利用JFET工作在可变电阻区，当JFET的漏源电压Vds较小时，它的漏源电阻Rds可通过栅极电压来改变。
如图1-6。
图中负反馈网络由Rp3、R3和JFET 的漏源电阻Rds组成。
正常工作时，输出电压经二极管D整流和R4、C3滤波后，通过R4、R5、Rp4为JFET栅极提供控制电压。
当幅值增大时，Vgs变负，Rds 将自动加大以加强负反馈。
反之亦然。
这样，达到自动稳幅的目的。
电路调整时，一般只需调整Rp3或Rp4，就可使失真最小。
2.3 振荡频率和输出幅度的计算从正弦稳态的工作情况来看，振荡频率是由相位平衡条件所决定的，由RC 选频网络的选频特性可知，只有当ω=ωo=1/RC,θf=0°,θa=0°时，才满足相位平衡条件，所以振荡频率由式 fo=1/2πRC 决定。