课设,RC正弦波发生器的设计与仿真
探析RC桥式正弦波振荡电路的仿真教学法
探析RC桥式正弦波振荡电路的仿真教学法1 学情分析我们知道，高职学生的学习起點比较低，他们更喜欢学习实在的能看得到的东西，而不是抽象的理论，他们喜欢自己搭建一个电路，而不是进行潮流计算。
但是基本的理论我们还是必须要学的，比如《模拟电子技术》这门课是电子电气类专业的必修课，它的很多知识点都侧重于对波形的分析，对高职学生来说，理解起来尤为困难，他们不明白波形是如何一步步转换过来的，因此就要求我们教师对教学方法进行改革。
经过实践，在讲解《模拟电子技术》的知识点时，设计加入仿真实例分析（也可加入故障诊断），可以达到较好的效果。
下面以RC桥式正弦波振荡电路为例进行仿真分析。
2 RC桥式正弦波振荡电路的组成及振荡条件正弦波产生电路广泛用于广播、通信、测量仪器和自动控制系统中。
RC桥式正弦波振荡电路的电路结构如下图所示，其中，RC串并联网络既是选频网络，又是正反馈网络，反馈电压加到集成运放的同相输入端做为输入电压；、和集成运放构成负反馈放大器；此外还有稳幅环节（非线性环节），R 或用热敏电阻，或加二极管作为非线性环节。
电路能产生正弦波振荡的条件是：起振条件是：因为在产生振荡时，F=1/3，所以要求A=（1+/）略大于3。
图1 RC桥式正弦波振荡电路结构3 RC桥式正弦波振荡电路的仿真分析仿真软件采用Multisim10.0，RC桥式正弦波振荡电路的仿真模型搭建如下，非线性环节采用两个反向的二极管（两个反向二极管可以允许正反两个方向的电流流过）和一个电阻并联的方式。
3.1 二极管稳幅原理在图中可以看出，负反馈放大倍数A=1+[+（//）]/ （为二极管正向动态电阻）电路刚刚起振时，输出电压幅值较小，二极管处于正向阻断状态，此时反馈电阻=+，只要+的值大于2，输出电压幅值就会不断加大，然后二极管会导通，此时=+（//），二极管动态电阻会随着输出电压的增大而减小，所以会减小，当=2时，输出幅值开始稳定，从而达到稳幅的目的。
实验5 RC正弦波发生器及波形变换产生电路设计
自激振荡条件又可分为：
幅值条件：，AF=1，表示反馈信号与输入信号的大小相等。 相位条件：
2 n , n 0 , 1 , 2 a f
表示反馈信号与输入信号的相位相同，即必须是正反馈。
起振时必须满足：AF>1。
起振过程
在无输入信号（xi=0）时，电路中的噪扰电压 （如元件的热噪声、电路参数波动引起的电压、电 流的变化、电源接通时引起的瞬变过程等）使放大 器产生瞬间输出x'o，经反馈网络反馈到输入端，得 到瞬间输入xa，再经基本放大器放大，又在输出端 产生新的输出信号x'o，如此反复。在无反馈或负反 馈情况下，输出x'o会逐渐减小，直到消失。但在正 反馈情况下，x'o会很快增大，最后由于饱和等原因 输出稳定在xo，并靠反馈永久保持下去。
实验五
RC正弦波发生器及波形变换 产生电路设计
1 实验目的
1.1 加深理解RC正弦波振荡器的工作原 理。 1.2 掌握测试RC振荡器频率特性的方法。 1.3 加深对比较电路工作原理的理解。
2
RC正弦波振荡电路
RC正弦波振荡电路的方框图
Xi 0
X
a
基本放大电路
X
●
o
A
X
f
反馈络
10
ω /ω
O
o
1 RC
00 0.1 1 10 ω /ω
O
Vo与Vi同相，满足相位条件。
-900
1 V V V o om ax i 3
满足幅值条件。产生正弦波频率为：
1 fo 2RC
4
RC串并联选频网络频率响应
FV 0.4 1/3 0.3 0.2 0.1
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正弦波振荡器电路设计与仿真设计
《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.电路设计及计算图 1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=10KΩC=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。
正弦波信号发生器设计(课设)
课程设计I(论文)说明书(正弦波信号发生器设计)2010年1月19日摘要正弦波是通过信号发生器，产生正弦信号得到的波形，方波是通过对原信号进行整形得到的波形。
本文主要介绍了基于op07和555芯片的正弦波-方波函数发生器。
以op07和555定时器构成正弦波和方波的发生系统。
Op07放大器可以用于设计正弦信号，而正弦波可以通过555定时器构成的斯密特触发器整形后产生方波信号。
正弦波方波可以通过示波器检验所产生的信号。
测量其波形的幅度和频率观察是否达到要求，观察波形是否失真。
关键词：正弦波方波 op07 555定时器目录引言 (2)1 发生器系统设计 (2)1.1系统设计目标 (2)1.2 总体设计 (2)1.3具体参数设计 (4)2 发生器系统的仿真论证 (4)3 系统硬件的制作 (4)4 系统调试 (5)5 结论 (5)参考文献 (6)附录 (7)1引言正弦波和方波是在教学中经常遇到的两种波形。
本文简单介绍正弦波和方波产生的一种方式。
在这种方式中具体包含信号发生器的设计、系统的论证、硬件的制作，发生器系统的调制。
1、发生器系统的设计1.1发生器系统的设计目标设计正弦波和方波发生器，性能指标要求如下：1）频率范围100Hz-1KHz ；2）输出电压p p V ->1V ；3）波形特性：非线性失真~γ<5%。
1.2总体设计（1）正弦波设计：正弦波振荡电路由基本放大电路、反馈网络、选频网络组成。
2图1.1正弦波振荡电路产生的条件是要满足振幅平衡和相位平衡，即AF=1；φa+φb=±2nπ；A=X。
/Xid; F=Xf/X。
；正弦波振荡电路必须有基本放大电路，本设计以op07芯片作为其基本放大电路。
基本放大电路的输出和基本放大电路的负极连接电阻作为反馈网络。
反馈网络中两个反向二极管起到稳压的作用。
振荡电路的振荡频率f0是由相位平衡条件决定的。
一个振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这要求AF环路中包含一个具有选频特性的选频网络。
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。
RC正弦信号发生器的分析与设计要点
正弦振荡器的分析与设计摘要本文计了一种集成CMOS正弦信号发生器，该正弦信号发生器采用文氏桥振荡电路。
利用基于无锡华润上华科技有限公司的0.35μm n阱双多晶双层金属的数模混合工艺SPICEBSIM3V3 MOS模型进行仿真，采用单电源3.3V电压供电。
利用HSPICE仿真并给出了仿真结果。
该文氏电桥结构的正弦信号发生电路产生的正弦波信号失真度小(谐波失真约为1.5％)、幅值稳定、频率单一、结构简单实用、波形良好，适于低电压供电系统的使用和研究。
本文的从课题的研究背景开始，介绍了国内外运算放大器设计的发展状况，以及本文的设计内容。
然后介绍了基本的集成运算放大器，给出了六种常用的运算放大器电路，并且重点给出了两级运算放大器的概述。
再介绍了CMOS两级运算放大器的工作原理和相关参数。
最后进行了两级运算放大器的设计和仿真并对本设计进行了讨论，并提出了优化电路的方法，实现了对两级运算放大器的优化。
关键词：正弦信号发生器；文氏桥振荡电路；CMOSDesign of integrated CMOS SinusoidalSignal GeneratorAbstractAn intergrated CMOS Sinusoidal Singnal Generator is presented.It consists of wien bridge oscillator. The sinmulation results based on CSMC0.6μm n well 2p2m process SPICE BSIM3v3 MOS model at 0~5V power supply. The simulation results are given.This bridge’s struc ture of the sinusoidal signal circult has small sinusoidal signal distortion (THD about 1.5%)stable amplitude,single frequency,simple structure,a good waveform suitable for low voltage power supply system application.The first, introduces the topic of the research background, introduces the domestic and international operational amplifier design development and design content of this article. Then describes basic integrated operational amplifier, is given in six commonly used operational amplifier circuit, and the emphasis is given an overview of two-stage operational amplifier. Then describe the MOS FET, and the working principle of two operational amplifiers and related parameters. In the end conducted two operational amplifier design and simulation and the design was discussed and the methods to optimize the circuit to realize the optimization of the two operational amplifiers.Key words：sinusoidal signal generator; wien bridge oscillatoe; CMOS目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论................................................................................................... - 1 -1.1 课题背景及意义.................................................................................. - 1 -1.2 国内外研究状态.................................................................................. - 2 -1.3 主要研究内容...................................................................................... - 4 -第2章正弦信号电路简介........................................................................... - 5 -2.1 正弦信号发生电路的主要特点.......................................................... - 5 -2.2 正弦信号发生电路的主要结构.......................................................... - 5 -2.3 运算放大器概述.................................................................................. - 6 -2.4 运算放大器的基本结构...................................................................... - 8 -2.4.1 集成运算放大器的分类............................................................... - 8 -2.4.2 两级运算放大器的介绍............................................................... - 9 -2.5 本章小结............................................................................................ - 10 -第3章基本原理及设计............................................................................. - 11 -3.1 信号发生器构成................................................................................ - 11 -3.2 信号发生器设计方案........................................................................ - 11 -3.3 设计原理及相关公式........................................................................ - 12 -3.4 正弦信号电路运算放大器的设计.................................................... - 13 -3.4.1 基本原理..................................................................................... - 13 -3.4.2 运算放大器的设计..................................................................... - 14 -3.5 两级运放的性能参数和约束条件.................................................... - 15 -3.5.1 两级运放的约束条件................................................................. - 16 -3.5.2 运算放大器的选择..................................................................... - 24 -3.6 运算放大器原理................................................................................ - 29 -3.7 本章小结............................................................................................ - 29 -第4章正弦信号发生器的仿真................................................................. - 30 -4.1 基本单元的设计和结果.................................................................... - 30 -4.2 工艺参数近似值的测定.................................................................... - 30 -4.3 正弦信号发生器设计........................................................................ - 32 -4.4 确定长宽比........................................................................................ - 33 -4.5 HSPICE仿真 ...................................................................................... - 33 -第5章设计讨论......................................................................................... - 35 -5.1 设计方面的总结................................................................................ - 35 -5.2 两级运算放大器的补偿问题............................................................ - 35 -5.3 电路优化............................................................................................ - 36 -5.4 设计中不足与改进计划.................................................................... - 40 -5.5 本章小结............................................................................................ - 41 -结论............................................................................................................... - 42 -致谢............................................................................................................... - 43 -参考文献....................................................................................................... - 44 -附录............................................................................................................... - 46 -第1章绪论1.1课题背景及意义信号发生器又称信号源或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
模拟电子正弦波发生器课程设计报告书
课程设计任务书专业保密班级保密姓名保密设计起止日期2015.7.6—2015.7.10设计题目：正弦波发生器设计任务（主要技术参数）：设计一个正弦波发生电路，主要技术参数：频率：1000Hz；幅度：≧２Ｖ。
选择电路，要求设计放大电路、反馈电路、选频网络和稳幅环节的结构，计算元件参数。
指导教师评语：成绩： . 签字：年月日1 课程设计的目的《电子技术基础课程设计》是学习理论课程之后的实践教学环节。
目的是通过解决比较简单的实际问题，巩固和加深在《电子技术基础》课程中所学的理论知识和实验技能。
训练学生综合运用学过的电子技术基础知识，在教师指导下完成查找资料，选择、论证方案，设计电路并仿真，分析结果，撰写报告等工作。
使学生初步掌握电子电路设计的一般方法步骤，通过理论联系实际提高和培养学生分析、解决实际问题的能力和创新能力，为后续课程的学习、毕业设计和毕业后的工作打下一定的基础。
2 设计方案论证2.1设计思路正弦波发生电路采用RC串并联式正弦波振荡电路，电路结构如图1所示，图中，为变阻器，其最大阻值为。
该电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。
为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。
而则由组成，她们对放大电路形成正反馈，并具有选频作用。
图1中、和、正好形成一个四臂电桥，电桥由放大电路的输出电压供电，另外两个对角顶点分别接到放大电路的同相和反相输入端，故RC串并联式正弦波振荡电路又称桥式正弦波振荡电路。
图1 RC串并联式正弦波振荡电路2.1.1 RC串并联选频网络图1虚线框所表示的RC串并联选频网络具有选频作用选频网络的输入电压为，输出电压为，则整理可得令，代入上式，得于是有根据以上两个式子画出的幅频特性和相频特性如图2所示（a）幅频特性（b）相频特性图2 RC串并联网络的频率特性由图2可以看出，当或者时，幅频相应的幅值最大，即而相频响应的相位角为零，即所以，只有频率为的信号被选通，且的幅值最大，是的幅值的，同时和同相位，呈纯阻性。
Multisim10的RC正弦波振荡电路仿真设计论文
Multisim10的RC正弦波振荡电路仿真设计论文摘要：应用Multisim10软件对RC正弦波振荡电路进行仿真分析，结果表明仿真与理论分析和计算结果几乎完全一致，而且更形象、灵活，更贴近工程实际，可以达到帮助学生理解原理，更好地掌握所学的知识的目的，对提高学生发散性思维能力和分析问题、解决问题的能力具有重要的意义。
0 引言模拟电子技术是电子信息类重要的专业基础课，学生学习时感觉困难很多，使用Multisim软件进行模拟电子技术原理的仿真，可以克服时间、场地、仪器等带来的限制，让学生在课前或课后对所学知识进行预习和巩固，使得抽象枯燥的理论引入到软件仿真中，有利于把理论理解得更透彻。
该软件较适合模电仿真，它可以用来仿真所有的模拟电路，功能非常强大。
可以仿真运放电路、三极管的放大电路、场效应管放大电路、正弦波产生电路、直流稳压电路等，得到了很好的效果。
尤其在正弦波振荡电路中可以看到起振、稳幅的过程，这即使在实验室中使用常规的仪器也很难观测出来。
正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。
正弦波振荡电路是由放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节构成。
图1是基本原理框图，选频部分可以在放大电路中，亦可在反馈网络中，稳幅环节主要由非线性元件构成。
重点在于掌握放大和选频的原理，而难点在于理解起振过程、稳幅环节。
本文分析了几种振荡电路，无论对于哪种振荡电路，由于比较抽象，用传统方法精确分析起振、稳幅、振荡频率的大小都是比较困难的，而用Multisim10软件则可灵活方便地进行仿真分析[1]，在课堂教学中就可以生动地体现产生的过程。
1 RC正弦波产生电路仿真分析1.2 结型场效应管RC正弦波产生电路如图6所示。
该电路R1、C1、R2、C2的作用与图2相同，稳幅环节由结型场效应管2N3458及外围电路构成，调节R5、R6，使得Af=1+R5/（rds+R3）>3，当电路起振后，随着幅值的增大，经过D1整流、C3滤波后，C3与R4节点处为负电位幅值也增大，经R4、R6分压后Q1的栅源电压vGS也在增大，由图5所示的JFET的传输特性可知，可变电阻区几乎是线性的，vGS 增大，斜率减小，沟道电阻rds在增大，故Af减小。
正弦波发生器设计与仿真
图1 RC 正弦振荡电路原理图 图1的仿真结果如图2所示，可以验证11021C R f π=。
其中，112C R T π==0.0942s , 从仿真结果中也可以看到。
如图2所示：图2 RC 正弦波振荡电路仿真结果图3 图4 图5（8）将反向并联的二极管重新与电路连接，电阻2R 改为20Ωk ,运行瞬时分析再将电阻2R 的值改为25 Ωk ，运行瞬时分析（9）将电阻3R 和4R 均改为20Ωk ，运行瞬时分析和交流小信号分析，观察电阻3R 和4R 保持为10Ωk ，电容1C 和2C 均改为0.02f μ,运行瞬时分析和交流小信号分析。
输出波形及分析结果如表2：表2 稳幅环节、放大倍数和选频网络参数对振荡的影响稳幅环节对振荡的影响放大倍数对振荡的影响 选频网络对振荡频率的影响 稳幅环节 有 无 R2值 20K 25K 选频 参数 R=20K C=0.01u R=20KC=0.02uVo 波形见图3 见图5 Vo 波形 如图6 如图7 振荡 频率 731Hz 365Hz图6 图73．设计制作PCB操作流程运行Protel2004，直接选择File->New->PCB命令，则系统生成一张没有定义的边界的PCB图纸，然后对其参数做修改，如图8所示：图8 PCB的工作界面图对图8所示的PCB图纸，选择Design->Board Shape->Redefine Board Shape 命令进行重定义板型。
此时，光标变成十字形没，工作窗口变成绿色，系统进入PCB外形窗口，在PCB图纸的适当位置点击鼠标作为起点，依次完成4个顶点的绘制，这样电路板的卫星轮廓偶就确定下来了，在绘制好的线框边界上双击既可以弹出“线条属性”的对话框，在该对话框中可以对线条宽和颜色等特定进行设置，在线条的属性设置完毕后可以选中Lock后面的复选框，这样可以线条锁定，使其位置、线性等参数固定下来，不会受到移动、删除等所悟操作的影响。
RC正弦波振荡器仿真
Avf
| Avf F( ) |
声明：电压所测皆为最大值 max 表 10-9
5 测量震荡频率和失真度
6.2kΩ 79 % 3.9kΩ VCC 12V
7 3 1 5
XDA1
THD
XFC1
123
XSC1
Tektronix
P G 1 2 3 4 T
10kΩ Key=A
U1 C3
6
R11 2kΩ
R3 12kΩ
R4 18kΩ
R5 24kΩ
C1 22nF
R6 3kΩ
R7 6.2kΩ
R8 12kΩ
R9 18kΩ
R10 24kΩ
测试内容 正常振荡
Vo 9.64v
VF（+）
3.3v
F = （+）
VF(+) Vo
F0 594hz
声明：电压所测皆为最大值 max 表 10-6
2(2)测量放大倍数
6.2kΩ 80 % 3.9kΩ XFG1 VCC 12V
100hz 1.28v
120hz 1.46v
160hz 1.85v
…… ……
80khz 62.8mv
100khz 49.2mv
U（B） 280mv
U（A） =3v 声明：电压所测皆为峰峰值 pk-pk 表 10-12
2013 年 5 月 8 号
R6 3kΩ
R7 6.2kΩ
R8 12kΩ
R9 18kΩ
R10 24kΩ
测试点 1 正常振荡状 态 静态 0v 0v 2 -0.945mv -0.976mv 3 -0.956mv -0.987mv 表 10-5
uA741 4 12v -12v 5 0v 0v 6 -2.478mv -2.465mv 7 12v 12v 8
实验四 RC正弦振荡电路设计与调试(设计性实验)
18 实验四 RC 正弦波振荡电路设计与调试一、实验目的1、熟悉用集成运放设计信号发生器的方法；2、掌握RC 桥式振荡电路元器件的选择和振荡电路的调整测试方法；3、培养独立进行电路设计的能力。
二、设计要求与技术指标1、技术指标用集成运放设计一RC 桥式正弦波振荡器：振荡频率在100H Z ～2KHz 内均可（如160H Z ），不要求频率可调；输出波形正负半周对称、无明显失真。
2、设计要求（1）设计上述电路，确定电路元件参数；（2）确定调试方案，选择实验仪器；（3）联接电路并调整测试，使电路达到设计要求。
3、预习要求（1）掌握RC 桥式振荡电路的工作原理和各部分元器件的选择；（2）熟悉RC 桥式振荡电路的调试步骤；三、设计提示1、RC 桥式振荡电路设计的一般方法 图 4.1 实用RC 桥式振荡电路（1）集成运放的选择对运放的选择，除要求输入电阻高、输出电阻低外，最主要的是运放的增益带宽积应满足如下条件，即o u f BW A 3>∙因振荡输出幅度比较大，集成运放工作在大信号状态，因此要求转换速率S R 满足om o R U S ω≥该实验选择741单运放即可满足要求。
（2）选频网络元件值的确定 按照振荡频率RCf o π21=来选择RC 的大小。
为了减小集成运放输入阻抗对振荡频率的影响，应选择较小的R ，但为了减小集成运放输出阻抗对振荡频率的影响，又希望R 大些。
通常集成运放的输入电阻均比较大，所以R 可取大些，一般可取几千欧至几十千欧的电阻。
电容C 一般应大于几百皮法，以减小电路寄生电容对振荡频率的影响，电容过大以至需采用电解电容是不合适的。
因此，C 可在几百皮法至1微法之间选择。
为了提高振荡频率的稳定度，一般选用稳定性较好、精度较高的电阻和介质损耗较小的电容。
（先确定电容C ，再计算电阻。
如可取C=0.1微法）19 （3）负反馈电路元件值的确定负反馈电路元件参数的大小将决定闭环后的增益，各阻值选择应确保起振时放大电路闭环增益大于3。
文氏桥rc正弦波产生电路设计搭建的电路
文氏桥rc正弦波产生电路设计搭建的电路以文氏桥RC正弦波产生电路设计搭建的电路为标题文氏桥（Wien Bridge）是一种常用的RC正弦波产生电路，它能够产生稳定而纯净的正弦波信号。
本文将介绍文氏桥RC正弦波产生电路的设计搭建过程。
一、电路原理介绍文氏桥RC正弦波产生电路的基本原理是利用RC网络对输入的方波进行滤波，使其逐渐接近正弦波。
文氏桥电路由一个反馈网络和一个比较网络组成。
反馈网络由两个电阻R1和R2以及一个电容C1组成，比较网络由一个电阻R3和一个电容C2组成。
其中，电阻R1和R2构成一个电压分压网络，电容C1和C2构成一个相移网络。
二、电路设计步骤1. 确定频率范围：首先需要确定所需产生正弦波信号的频率范围。
根据频率范围的确定，选择合适的电容和电阻数值。
2. 选择电容和电阻数值：根据所选择的频率范围，可以利用公式f=1/(2πR C)计算所需电容和电阻的数值。
其中，f为所需频率，R 为电阻，C为电容。
3. 搭建电路：根据电路原理和所选择的电容和电阻数值，搭建文氏桥RC正弦波产生电路。
将电容和电阻按照电路图连接起来，注意连接的正确性和稳固性。
4. 调节电路：连接好电路后，可以通过调节电阻的数值来调整输出的正弦波频率。
通过示波器等测试仪器观察输出波形，并根据需要进行微调。
5. 优化电路：在实际搭建过程中，可能出现一些问题，如输出波形失真、频率不稳定等。
这时可以根据具体情况对电路进行优化，如增加补偿电路、调整电容和电阻数值等。
三、电路搭建注意事项1. 选择合适的元器件：选择质量可靠的电容和电阻，以保证电路的稳定性和长期可靠运行。
2. 保持电路清洁：搭建电路时，要确保电路板和元器件的清洁，避免灰尘和杂质的影响。
3. 避免干扰：将电路放置在较为稳定的环境中，避免外部干扰对电路产生影响。
4. 注意接线：在连接电路时，要注意接线的正确性和稳固性，避免松动接触不良。
四、电路应用领域文氏桥RC正弦波产生电路广泛应用于科研实验、仪器仪表、音频处理等领域。
基于 Multisim 的 RC 正弦波振荡电路仿真分析
基于 Multisim 的 RC 正弦波振荡电路仿真分析RC正弦波振荡电路是一类重要的电路，被广泛应用于电子领域。
本文以基于Multisim的RC正弦波振荡电路为研究对象，对其进行仿真分析，从而探究其基本特性和性能参数。
一、电路搭建首先，在Multisim软件中，选取电路图纸，通过选取电子元器件，建立RC电路。
RC正弦波振荡电路的基本架构由正放式运放、两个电阻和一个电容组成。
将一个电容放在反相输入端与输出端负极相连，电容的另一端与一个固定电阻相接，在反相输入端连接一个变阻器，非反相输入端接地。
通过连接电源，建立好电路图。
二、调整电路参数在搭建电路之后，需要为电路调整参数。
首先可以调整电阻的值，调整R1、R2值，以便改变振荡频率。
然后对电容C进行调整，设置合适的电容值，以得到电路的理想振荡频率。
当调整好参数后，可以进行振荡波形的观测，从而验证电路的实际效果。
三、分析电路特性通过Multisim软件得到电路的振荡波形，并分析其特性。
在本文所述的RC正弦波振荡电路中，通过选择合适的元器件值，可以得到稳定、可调谐范围广、信噪比高的正弦振荡器。
在这样的正弦振荡器中，正放运放工作于非线性区，并且依靠电容C和电阻R进行反馈调整，从而保持输出的正弦波振荡。
四、参数计算在Multisim中，我们可以测量并计算各个参数。
例如，可通过测量电压对时间的变化，计算出电路的振荡频率。
通过计算得知，RC正弦波振荡电路的振荡频率为：f = 1 / (2 * π * RC)。
其中，C为电容值，R为与电容器相连的电阻值。
五、性能分析通过Multisim软件的仿真分析，我们可以获得RC正弦波振荡电路的性能指标。
这些指标包括：振幅稳定、振荡频率稳定、频率可调范围、波形畸变系数、信噪比等。
其中，振荡频率可调范围是关键参数之一。
通常，在RC正弦波振荡电路中，调节电容和电阻值，既可以调节振荡频率，又可以实现对振幅和相位的调节。
综上所述，本文以基于Multisim的RC正弦波振荡电路为研究对象，通过仿真分析其基本特性和性能参数。
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。
本科毕业设计论文--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。
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RC正弦波发生器的设计与仿真
1.课程设计目的
1、理解RC正弦波振荡器的工作原理；掌握调试RC振荡器频率特性的方法。
2、学习与掌握Multisim等仿真软件的元件搜寻、电路搭建、仿真分析等基本操作。
3、基于Multisim或其他仿真软件实现RC正弦波振荡器具体设计与模拟仿真，掌握元件、电路的仿真和波形的测试技能。
2.设计方案论证
本实验使用的一个软件是Multisim，它是一款电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，采用直观的图形界面创建电路，在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件，电路仿真需要的测试仪器均可以直接从屏幕上选取；软件仪器控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果；Multisim软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法；作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析，设计和制版软件交换数据;Multisim还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。
Multisim工作环境如图1所示
图1 Multisim工作环境
Protel 包含电路原理图设计，电路原理图仿真测试，印制电路板设计，自动布线器和FPGA/CPLD设计，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。
它提供了进行层次原理图设计的环境，支持“自上而下”和“自下而上”的层次电路设计，能够完成更加大型，更为复杂的电路设计。
Protel 提供了丰富的原件原理图库和PCB封装库，并且库的管理和编辑功能更加完善，草组更加简便。
电路设计人员通过Protel提供的编辑工具，可以方便的实现库中没有包含的原件原理图以及PCB封装的设计制作。
它提供了原件集成库的概念。
在它的元件集成库中集成了元件的原理图符号，本次设计重要通过 Protel 绘图软件完成正弦波发生器原理图的绘制及PCB图的绘制，并利用Multisim软件进行编译、仿真出正弦波波形，并对其进行比较。
本次设计主要用软件Protel ，Protel 是第一个将所有设计工具集于一身的板级设计系统，能够处理各种复杂的PCB设计过程。
通过设计输入仿真、PCB绘制编辑、拓扑自动布线、信号完整性分析和设计输出等技术融合，提供了全面的设计解决方案。
3．利用Multisim进行仿真
3.1创建正弦电路原理图
正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。
正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应该具有稳幅特性。
因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路；反馈网络；选频网络；稳幅电路各部分。
正弦波振荡电路的组成判断及分类：
（1）放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输入值，实现自由控制。
（2）选频网路：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。
（3）正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。
（4）稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输出信号幅值稳定。
正弦波振荡器由基本放大器、反馈网络、选频网络的稳幅网络4部分组成，他们的作用分别是：放大器和反馈网络组成正反馈放大器,选频网络用来提取特定频率的正弦波发生器。
RC正弦振荡电路原理图如下图3所示
图3 RC正弦振荡电路原理图
RC正弦波震荡电路，其功能通常是用来产生频率低于1MHz的低频信号。
对做出的原理图进行仿真，调整其参数，并调整滑动变阻器，将滑动变阻器调至20%时，对电路进行仿真，双击示波器，进入波形显示界面，调整示波器的时间轴比例为100ms/Div，调整其通道比例为1mV/Div，得到正弦波振荡电路仿真图如图4所示
图4 正弦波振荡电路仿真图
3.2调整参数，观察波形
调整电路中的参数，将C1,C2改为10F，对其进行仿真得到正弦波振荡电路图如图5所示
图5 正弦波振荡电路图
3.3设计并制作PCB板
（1）绘制电路原理图
根据Multisim仿真电路原理图，在Protel中创建一个正弦波放大器的电路原理图：点击File->New->Schematic，打开原理图编辑界面，按照仿真原理图，在libraries元件库中找出对应的原件，组成电路原理图，正弦波放大器电路原理图如图6所示
图6 正弦波放大器电路原理图
为了能够容易的根据正弦波放大器电路原理图绘制出对应的PCB图，设计电路原理图的时候，尽量选择元件库中原有的元器件，以便在设计PCB图的时候，能够很好的封装，使PCB的制作过程更加简单。
（2）制作PCB图
当完成了电路原理图的绘制和电路板形状，大小的确定后，确保电路原理图和电路板在同一个项目中，打开PCB，选择Design->lmpotr changes from Logamp 命令，系统便会自动将原理图载入PCB中。
自动布线
装入原理图至PCB后，把原件封装放入PCB的内部，这就需要对原件封装进
行布局。
Protel提供了强大的自动布局功能，用户只需要定义好规则，Protel 可以将重叠的原件封装分离开。
然后进行手工布局，系统对原件的自动布局一边以寻找最短布线路径为目标，因此原件的自动布局往往不理想，用户需要进行手工调整，或者直接用手工进行器件的布局。
先选中改元器件，然后进行移动、旋转、翻转等操作。
最终形成最理想的布局效果，此时选Auto Route ->All 命令，对整个PCB进行布线，根据电路图原理的复杂程度和布线难度的不同，Protel的布线时间也不用。
布线完成后，就得到了PCB图。
PCB原理图如图9所示
图9 PCB原理图
4．设计体会
本次课程设计让我受益匪浅，虽然时间不长，但是我还是学到了很多以前没有学过的东西。
学到了一些书本上没有的东西，让我对EDA这门课程有了更深层次的了解，同时我也能够更加熟练的应用Protel 软件和Multisim软件，通过
这次课程设计，我能够熟练的使用Protel 软件绘制电路原理图，以及元器件的封装和PCB图的生成，同时，我还更熟练的掌握了Multisim软件的使用方法和功能，并且能够独立的绘制出电路原理图，并能够进行编译仿真。
本次课设除了让我学到了这些东西之外，最重要的是大大的提高了我的动手动脑的能力，让我在以后的生活中都能够更加自信的面对挑战，这次课程设计让我受益匪浅！5．参考文献
[1] 吴湘淇，肖熙，郝晓莉. 基于MULTISIM 10电路设计与仿真[M].北京：电子工业出版社，2006
[2] 周耀华,汪凯仁, 信号发生器毕业论文[J], 上海：复旦大学出版社,2007。