西工大 模电实验报告 RC文氏电桥振荡器

2.8RC文氏电桥振荡器

一、实验目的

(1)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

文氏电桥振荡器是一种较好的正弦波产生电路，适用于产生频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。

因为没有输入信号，为了产生正弦波，必须在电路里加入正反馈。

下图是用运算放大器组成的电路，图中R3,R4构成负反馈支路，R1，R2，C1，C2的串并联选频网络构成正反馈支路并兼作选频网络，二极管构成稳幅电路。

调节电位器R p可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。二

极管D1，D2要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出波形正负半周对称，同时接入R4以消除二极管的非线性影响。

若R1=R2，C1=C2，则振荡频率为f0=1/2πRC，正反馈的电压与输出电压同

相位，且正反馈系数为1/3。为满足电路的起振条件放大器的电压放大倍数A V> 3，其中A V = 1+R5/ =R p+R4。由此可得出当R5>2R3时，可满足电路的自激振荡的振幅起振条件。在实际应用中R5应略大于R3，这样既可以满足起振条件，又不会因其过大而引起波形严重失真。

此外，为了输出单一的正弦波，还必须进行选频。由于振荡频率为f0=1/2πRC，故在电路中可变换电容来进行振荡频率的粗调，可用电位器代替R1，R2来进行频率的细调。

电路起振后，由于元件参数的不稳定性，如果电路增益增大，输出幅度将越来越大，最后由于二极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果增益不足，则输出幅度减小，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。图中两个二极管主要是利用二极管的正向电阻随所加电压而改变的特性，来自动调节负反馈深度。

三、实验内容

（一）计算机仿真部分

（1）按实验电路图连接好仿真电路。

（2）启动仿真，用示波器观测有无正弦波输出。若无输出，可调节R p使V0为伍明显失真的正弦波，并观察V0的值是否稳定。记录起振、正弦波输出和临界失真情况下的f、R p和V0有效值在表2.8-1中。

（3）保持其他参数不变，分别测量C1=C2=0.01μF和C1=C2=0.02μF两种情况下V0和V f的有效值及频率，记录在表2.8-2中。

四、实验结果

表2.8-1

表2.8-2

起振波形

稳定波形

临界失真波形

去掉二极管限幅后的波形