1 单电源文氏电桥振荡器
文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路的设计与测试电子工程学院一、实验目的1.掌握文氏桥振荡电路的设计原理2.掌握文氏桥振荡电路性能的测试方法二、实验预习与思考1.复习应用集成运放实现文氏振荡桥电路的原理2.设计文氏桥振荡电路,实现正弦信号的产生,并设计实验报告,记录实验数据。
3.文氏桥振荡电路中,D 1、D 2是如何稳定幅的?三、实验原理如图1所示,RC 文氏桥振荡电路其中RC 串,并联电路构成真反馈支路,并起选频作用,R 1、R 2、R W 及二极管等原件构成负反馈和稳幅环节。
调节R W 可改变负反馈深度,以满足振荡的振幅条件与改变波形。
利用两个反向的并联二极管D 1、D 2要求特性匹配,以确保输出波形正,负半周期对称。
R 3的接入是为了消弱二极管死区的影响,改善波形失真。
电路的振荡频率:012f RCπ=图1 文氏桥振荡电路起振的幅值条件:113f f R A R =+≥调整R W,使得电路起振,且失真最小。
改变选频网络的参数C或R,即可调节振荡频率。
四、实验内容1.文氏桥振荡器的实现根据元件,应用集成运放设计并搭建实现文氏桥振荡电路,调节电路中参数使得电路输出从无到有,从正弦波到失真。
定量地绘出正弦波的波形,记录起振时的电路参数,分析负反馈强弱规律对起振条件及输出波形的影响。
并记录出最大不失真输出时的振幅。
1.当Rw=550Ω时电路开始拥有输出波形;2.当增加Rw的值时,振幅逐渐增加;且当Rw=750Ω时,输出波形开始出现失真,此时的正弦波振幅为8.569,周期为约2.188ms3.当继续增加Rw的值时,失真将加剧,如下两图所示:此时Rw=10kΩ此时R w=17kΩ2.研究RC参数对振荡频率的影响改变R、C参数的大小,用示波器观测起振的正弦输出,分析R、C参数对振荡频率的影响。
将R减小至1kΩ,得到波形如下R减小时,起振时间减小,周期减小变为约1.265ms,频率增大。
将R增大到2kΩ得到波形如图R增大时,起振时间增大,周期增大变为约2.530ms,频率减小。
文氏电桥RC震荡的详细计算

文氏电桥RC震荡的详细计算
(2009-04-28 09:29:00)
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杂谈
昨天小淘气的一个朋友来我这里,他在模仿制作别人的一个仪表,有几个原仪表保密元件的参数需要计算.所以来找我帮忙.(小淘气在电子方面的选参数计算还是不错的) 好久没有看分力元件的电路了,在确定一个R C震荡频率的时候,突然想起文氏震荡器来了,很多资料都以R1=R2,C1=C2,的例子讲解.当年自己楞是把R1R2C1C2是任意值都可以起震证明出来,并且把随意选择的情况如何震荡,频率如何,如何选择反馈系数计算下来了.
为纪念自己当时的执卓,把文氏电桥的计算发在B LOG上....
产生200k Hz以下的正弦波振荡电路,一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。
常用的RC振荡电路有桥式振荡电路(又称文氏电桥振荡电路)。
图5.2.1 RC串并联网
络
RC串并联网络的电路如图5.2.1所示。
RC串联臂的阻抗用Z1表示,RC并联臂的阻抗用Z2表示。
其频率响应如下:
谐振频率为(5.2.1)
当R1 = R2,C1 =C2时,谐振角频率和谐振频率分别为:
幅频特性
(5.2.3)相频特性
(5.2.4)当f =f0时的反馈系数,且与频率f0的大小无关,此时的相角φF=0°。
即调节谐振频率不会影响反馈系数和相角,在调节频率的过程中,不会停振,也不会使输出幅度改变。
文氏桥振荡电路
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文氏桥振荡电路一、问题背景将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路,放大器件可采用集成运算放大器。
RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,构成正反馈,接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻,构成负反馈。
正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。
文氏电桥振荡器的优点是:不仅振荡较稳定,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。
二、问题简介山文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1所示。
(1)若取R1二13kQ,试分析该振荡电路的起振条件(Rf的取值);(2)仿真观察Rf取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形;图1山文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图(3)若在反馈回路中加入山二极管构成的非线性环节(如图2所示),仿真观察R2取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形。
也可同时改变Rf和R2的值。
图2加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图三、理论分析(1)山图一的电路可以看出,电路在回路网络中加入了文氏选频网络,下面对文氏选频网络进行理论上的分析,从电路总提取文氏电路如图三所示。
—II—CZ]_□+一C J?=10kQ==C=0 01|.iF L------------- 1 --------- o -图3文氏选频网络图中是运放的输出量,Uf是反馈量。
为了能够使电路振荡起来,就必须通过选定参数即确定频率,使得在某一频率下和Uf 同相。
那么,当信号频率很低时,有»R故将会有的相位超前的相位,当频率接近0时,相位超前接近于90度。
相反地,当信号频率很高以至于趋于无穷大时,可以得岀Uf的相位滞后的相位儿乎-90度。
所以,在信号频率山0到无穷大的变化过程中,必然有某一个频率,使得输出量与反馈量同相,从而形成正反馈。
下面就具体来求解此振荡频率。
山反馈系数jsC HR整理可得若电路的信号频率为f,令特征频率代入F 的表达式,可以得到F- -------- \———3 + J (Z._A ) f Q f 为了使反馈的量足够大,要求F 的模尽可能大,苗上面的关系式不难得到, 当/ = /(!时,F 的模有最大值\F\=-同时为了能够起振,乂要求电路的电压放大倍数A 与反馈系数F 之间满足关 系HF|>1这就要求八1 +仅>3整理得到R f > 27?, = 30KGfo =2TT RC也就是说,Rf的最小值是30KQ,事实上,应略大于这个值。
文氏电桥振荡电路工作原理
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文氏电桥振荡电路工作原理1. 引言文氏电桥振荡电路是一种常用于产生稳定振荡信号的电路,它在许多实际应用中都起到重要作用。
本文将深入探讨文氏电桥振荡电路的工作原理,并分享我对这一原理的观点和理解。
2. 文氏电桥简介文氏电桥是一种基于有源电感元件的电桥,由振荡放大器和文氏电桥组成。
它具有简单的电路结构,稳定的频率响应和较高的频率稳定性,因此被广泛应用于信号发生器、频率计和无线电通信等领域。
3. 文氏电桥振荡电路结构文氏电桥振荡电路由文氏电桥、振荡放大器和反馈网络组成。
文氏电桥由一个有源电感元件和电容元件构成。
振荡放大器通过放大器和反馈网络来提供正反馈,从而使电路产生振荡信号。
4. 文氏电桥振荡电路工作原理文氏电桥振荡电路的工作原理基于正反馈,当电路中的输出信号经过放大器和反馈网络之后,反馈信号与输入信号在相位和幅度上具有一致性。
这种一致性会导致振荡现象的发生,使电路产生稳定的振荡信号。
5. 文氏电桥振荡电路的频率稳定性文氏电桥振荡电路具有较高的频率稳定性,这是由于文氏电桥中的有源电感元件和电容元件等被精确选择和设计,以使其在特定的电路参数范围内能够提供稳定的反馈信号。
这种频率稳定性使得文氏电桥振荡电路在很多应用中都能够提供可靠的振荡信号。
6. 文氏电桥振荡电路的应用文氏电桥振荡电路在实际应用中有广泛的应用价值。
它可以用于产生精确的信号频率,例如信号发生器和频率计。
它还可以用于无线电通信中的调频发射机和接收机等设备上,以提供稳定的载波频率。
7. 对文氏电桥振荡电路工作原理的观点和理解在我的观点和理解中,文氏电桥振荡电路作为一种常见的振荡电路,其工作原理基于正反馈机制的产生振荡现象。
通过合理选择和设计电路元件,能够实现稳定的振荡信号输出。
文氏电桥振荡电路的频率稳定性使其在多个领域中都具有重要的应用价值。
总结:本文深入探讨了文氏电桥振荡电路的工作原理,并分享了对这一原理的观点和理解。
文氏电桥振荡电路以其简单的结构、稳定的频率响应和较高的频率稳定性在实际应用中得到广泛应用。
文氏电桥振荡器
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§4.7 由集成运算放大器组成的文氏电桥振荡器一、实验目的1.了解集成运放的具体应用;2.掌握文氏电桥振荡器的工作原理及选频放大器的工作原理。
二、实验设备1.计算机、DAQ卡PCI-6014、SC-2075信号调理附件,LabView和实验配套程序。
2.导线、电阻、电容若干,晶体二极管IN4004、集成运放HA741。
三、实验原理(P24)1.实验电路实验电路如图4.7.1所示。
图4.7.1文氏电桥振荡器2.工作原理四、预习要求1.复习文氏电桥振荡器工作原理,熟悉所用集成运放的参数及管脚排列。
2.按图4.7.1中参数计算振荡频率,欲使振荡器能正常工作,电位器Rw应调在何处?五、实验内容及步骤1.基本文氏电桥振荡器在SC-2075信号调理附件的面包板上插好器件,按图 4.7.1接线;将[DC POWER OUTPUTS 士15V]引出来作为电源,即:Vcc=15V,V EE=-15V;先不接入二极管D1、D2。
(1)测量振荡频率将V o端接到[ANALOG INPUTS CH2];运行LabView配套程序;观察振荡器输出V o波形,同时调节Rw,使输出V o为无明显失真的正弦波,测量此时的V o幅值及频率;按“保存数据1”按钮,保存数据。
估算负反馈系数F-和振荡频率理论值,和实验值对比,填写到表格中并保存。
调节Rw,测量V o无明显失真时的变化范围;按“保存数据2”按钮,保存数据。
(2)测量开环幅频特性将图4.7.1中的正反馈网络在A点断开,使之成为选频放大器。
将Vi端接到[ANALOG OUTPUTS CH0],V o端接到[ANALOG INPUTS CH2];运行LabView配套程序;调节输入信号Vi的幅值等于(1)中测量的V o幅值,保持输入信号的幅值不变,改变信号频率f(从1—600Hz扫频),按“开始扫描”按钮,测得开环幅频特性曲线;按“保存波形数据”按钮,保存数据。
2.具有二极管稳幅环节的文氏电桥振荡器按图4.7.1接线,接入二极管D1、D2。
文氏电桥振荡电路
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具体测量步骤:A:检查运放的好坏:可以有多种方法来进行,下面以同相比例放大电路的连接方法介绍。按实验图Ⅱ正确连接,检查无误后接通电源,一定会得出如下结果V1=V+=V-=2V,否则就可以确定运放是坏的。
注:V1电源由实验箱上的直流信号源提供±12V电源也是从实验箱上的直流稳压电源提供。
图Ⅲ
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C:观察自激振荡和D1和D2稳幅作用 按实验图Ⅰ连线,为满足电路起振条件,选取合适的R3和R4阻值,其满足条件是放大器的电压放大倍数AvF≥3,即AvF=[1+(R5+R4/R6)] ≥3。用示波器观察运放输出端,即可得到文氏电桥的振荡波形,同时观察有无D1和D2的波形,说明其原理。
六:实验注意事项
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1、给出设计电路图中具体参数。2、说明实验方案,写出简要的实验过程与步骤。3、记录实验相关数据。4、完成思考题。
七、实验报告要求
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B:RC串并联网络幅频特性的测量 按实验图Ⅲ连线,根据实验任务选择合适的RC参数,其目的满足f=500Hz。由函数发生器向A端对地之间加入正弦信号,调节函数发生器的频率,用示波器观察到Ua 和Ub同相时,即可得到该RC串并联网络振荡频率(f0=1/2ΠRC,若取R1=R2=R,C1=C2=C)。
三、实验任务
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五、实验内容及步骤
1、简述原理: 图Ⅰ是典型的文氏电桥振荡电路。由集成运放组成的放大器,其输出一路接到RC串并联选频网络,构成正反馈;另一路由R3 和R4分压接到运放的反相输入端,构成负反馈放大器电路,其D1 和D2起稳幅作用。两条反馈电路组成桥式电路。电路稳幅时,正、负反馈平衡:
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文氏桥振荡电路(精品)
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文氏桥振荡电路一、 问题背景将RC 串并联选频网络和放大器结合起来即可组成RC 振荡电路,放大器件可采纳集成运算放大器。
RC 串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,组成正反馈,接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻,组成负反馈。
正反馈电路和负反馈电路组成一文氏电桥电桥。
文氏电桥振荡器的优势是:不仅振荡较稳固,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地持续调剂。
二、问题简介由文桥选频电路和同相较例器组成的正弦波发生器如图1 所示。
(1)假设取R 1=15k Ω,试分析该振荡电路的起振条件(R f 的取值);(2)仿真观看R f 取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形;图1 由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图(3)假设在反馈回路中加入由二极管组成的非线性环节(如图2所示),仿真观看R 2 取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形。
也可同时改变R f 和R 2的值。
图2 加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图三、理论分析(1)由图一的电路能够看出,电路在回路网络中加入了文氏选频网络,下面对文氏选频网络进行理论上的分析,从电路总提取文氏电路如图三所示。
图3 文氏选频网络图中o U是运放的输出量,fU 是反馈量。
为了能够使电路振荡起来,就必需通过选定参数即确信频率,使得在某一频率下o U 和fU 同相。
那么,当信号频率很低时,有1R C ω>>故将会有fU 的相位超前o U 的相位,当频率接近0时,相位超前接近于90度。
相反地,当信号频率很高以至于趋于无穷大时,能够得出fU 的相位滞后o U 的相位几乎-90度。
因此,在信号频率由0到无穷大的转变进程中,必然有某一个频率,使得输出量与反馈量同相,从而形成正反馈。
下面就具体来求解此振荡频率。
由反馈系数1//11//f oRU j C F U R R j C j C ωωω==++整理可得113()F j CR CR ωω=+-假设电路的信号频率为f ,令特点频率012f RC π=代入F 的表达式,能够取得0013()F f fj f f =+-。
西工大模电实验报告 文氏电桥振荡器

学号SB2010300784 姓名王星RC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。
右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Rp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AV> 3,其中AV = 1+R5/ =Rp+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(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Rp使V0为伍明显失真的正弦波,并观察V0的值是否稳定。
1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作详解
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目录摘要 (2)1.系统基本方案 (2)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (2)1.2. 运算放大器的选择 (3)1.3最终的方案选择 (3)2.正弦波发生器的工作原理 (3)2.1正弦波振荡电路的组成 (3)2.1.1 RC选频网络 (3)2.1.2放大电路 (6)2.1.3正反馈网络 (6)2.2产生正弦波振荡的条件 (6)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (7)3.系统仿真 (7)4.结论 (8)参考文献: (11)附录 (13)1KHZ 桥式正弦波震荡器电路的设计与制作摘要 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RC f π210=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、LM741CN1.系统基本方案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。
图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: 12R R f>。
它的振荡频率为:RCf π210=。
1.2. 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。
1.3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.RC 文氏电桥振荡电路是以RC 选频网络为负载的振荡器.这个电路由两部分组成,即放大电路和选频网络。
文式桥振荡电路的设计

新疆大学课程设计报告所属院系:电气工程学院_________________ 专业: ____________________ 自动化_________________ 课程名称:_________ 电子技术基础A _____________ 设计题目:文式桥振荡电路的设计班级: _______________________________学生姓名: ________________________________学生学号: ______________________________________ 指导老师: _________________完成日期:________________ 2013.7.13 ___________课程设计题目:文式桥振荡电路的设计要求完成的内容:设计一个文式桥正弦波振荡器。
指标条件如下:■n ■ ■・w ■w ■ rn ■m ■ ■■n ■■ ■ ns ■■ ■ n■ ■ inr・m振荡频率为f o=2kHz,输出幅值实测,输出端设置电压跟随器。
建议运算放大器■rv ■■ v^MBS^BB^^^eaBK^E^rn! ■■BTB^W**-!!■■■■■■VBB^^^RVBS■!n!^wa-r aa-r ^BST ■■■«选用(LM741 或LM353。
要求:(1)根据设计要求,确定电路的设计方案,初选电路元器件,设置参数。
;n・・・・・・・i^M・・n・^^^u・・・n^wn・・・・-・・^^M!・・・T>・^wn! a-a s-e ■ ■ ■■■!■-■・・・・H■■■!・・・・UP ait・・・■(2)仿真分析、测量电路的相关参数,修改、复核,使之满足设计要求。
(3)综合分析计算电路参数,验证满足设计要求后,认真完成设计报告电气工程学院课程设计报告文式桥振汤电路的设计一.设计方案根据设计要求,需要设计一个文式正弦波振荡器,并要求其输出端接一个电压跟随器。
文氏电桥振荡器的工作原理

文氏电桥振荡器的工作原理运算放大器在组成放大电路时,都要引入深度负反馈,也就是把输出信号通过电阻分压电路构成的反馈网络返送到运算放大器的反相输入端,这样,放大电路的电压放大倍数就由反馈网络的参数来决定。
在这个电路中,由电阻R3、R4和R5构成了反馈网络,在(R4+R5)两端取得反馈电压。
这是一个同相放大器,它的闲环电压放大倍数是Af=1+R3/(R4+R5),算出来是3倍。
从电路图上看,输出电压U通过Rl、C1串联的支路和R2、C2并联的支路组成分压电路取出正反馈电压,返送到运算放大器的同相输入端,应该是正反馈可是,由电阻、电容串并联组成的正反馈网络是怎么起到正反馈作用。
由电阻、电容组成的RC串并联网络正是文氏电桥振荡器的核心。
这部分电路不仅用来提供正反馈信号,使振荡器产生振荡,还由它决定着振荡器的振荡频率fo,所以称它为Rc选频网络。
为什么能选频,关键是网络里接入了电容器。
电容器的容抗与频率成反比,也就是Xc=1/(2πfC)。
频率很高时,容抗很小;频率很低时,容抗很大。
RC选频网络(上图)网络中的电阻R是不变的,当频率很低时,Xc>>R,在RC串联支路上,起作用的是电容C,电阻R可以忽略;在RC并联部分,当频率很低时,电容C的作用可以忽略,起作用的是电阻R,这就可以画出网络的低频等效电路[图(b)]。
当频率很高时,Xc<<R,在RC串联部分,电容C的作用可以忽略;在RC并联部分,电阻R的作用可以忽略,又可以画出网络的高频等效电路[图(c)]。
可以看出,当网络输入电压 U不变时,频率行艮低或很高时,网络的输出电压U2都很小,也就是网络的电压传输系数F=U2/U1都很小。
由此可以推断,在频率他很低向很高的连续变化过程中,总会有某一中问频率fo使电压传输系数F达到最大,画出电压传输系数F与频率f的关系曲线(上图)就看得更清楚了。
由于网络的输出电压U2就是运放的正反馈信号,所以只有频率为fo的正反馈信号最强,才能使振荡器产生振荡。
文氏电桥rc震荡的详细计算
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文氏电桥RC震荡的详细计算(2009-04-28 09:29:00)转载标签:杂谈昨天小淘气的一个朋友来我这里,他在模仿制作别人的一个仪表,有几个原仪表保密元件的参数需要计算.所以来找我帮忙.(小淘气在电子方面的选参数计算还是不错的) 好久没有看分力元件的电路了,在确定一个RC震荡频率的时候,突然想起文氏震荡器来了,很多资料都以R1=R2,C1=C2,的例子讲解.当年自己楞是把R1R2C1C2是任意值都可以起震证明出来,并且把随意选择的情况如何震荡,频率如何,如何选择反馈系数计算下来了.为纪念自己当时的执卓,把文氏电桥的计算发在BLOG上....产生200kHz以下的正弦波振荡电路,一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。
常用的RC 振荡电路有桥式振荡电路(又称文氏电桥振荡电路)。
图5.2.1 RC串并联网络RC串并联网络的电路如图5.2.1所示。
RC串联臂的阻抗用Z1表示,RC并联臂的阻抗用Z2表示。
其频率响应如下:谐振频率为(5.2.1)当R1 = R2,C1 =C2时,谐振角频率和谐振频率分别为:幅频特性(5.2.3)相频特性(5.2.4)当f=f0时的反馈系数,且与频率f0的大小无关,此时的相角φF=0°。
即调节谐振频率不会影响反馈系数和相角,在调节频率的过程中,不会停振,也不会使输出幅度改变。
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文氏桥振荡电路(精品)
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文氏桥振荡电路一、问题背景将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路,放大器件可采用集成运算放大器。
RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间,构成正反馈,接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻,构成负反馈。
正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。
文氏电桥振荡器的优点是:不仅振荡较稳定,波形良好,而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。
二、问题简介由文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1 所示。
(1)若取R1=15kΩ,试分析该振荡电路的起振条件(R f的取值);(2)仿真观察R f取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形;图1 由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图(3)若在反馈回路中加入由二极管构成的非线性环节(如图2所示),仿真观察R2取不同值时,运放同相输入端和输出端的电压波形。
也可同时改变R f和R2的值。
图2 加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图三、理论分析(1)由图一的电路可以看出,电路在回路网络中加入了文氏选频网络,下面对文氏选频网络进行理论上的分析,从电路总提取文氏电路如图三所示。
图3 文氏选频网络图中o U 是运放的输出量,fU 是反馈量。
为了能够使电路振荡起来,就必须通过选定参数即确定频率,使得在某一频率下o U 和fU 同相。
那么,当信号频率很低时,有1RCω>>故将会有fU 的相位超前o U 的相位,当频率接近0时,相位超前接近于90度。
相反地,当信号频率很高以至于趋于无穷大时,可以得出fU 的相位滞后o U 的相位几乎-90度。
所以,在信号频率由0到无穷大的变化过程中,必然有某一个频率,使得输出量与反馈量同相,从而形成正反馈。
下面就具体来求解此振荡频率。
由反馈系数1//11//foR Uj C F U R Rj Cj Cωωω==++整理可得113()F j C R C R ωω=+-若电路的信号频率为f ,令特征频率012f R C π=代入F 的表达式,可以得到0013()F f f j f f =+-。
模拟电子电路及技术基础(第三版) 9.4文氏桥振荡器
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[解]
4k
1 f0 2RC ,
选C 0.02F,
得:R 7.958 k, 取R 8k
A 1 R1 3, R2
取:R 2: 2k, 得: R1 4k
为了便于起振, 一般 取A>3, R1>4kΩ
文氏桥振荡器虚拟仿真
二极管并联在电阻上 是为了更好起振与稳 幅。
文氏桥振荡器电路
谢谢收看和听讲, 欢迎下次再相见!
运放构成的正弦波振荡器 ---文氏桥振荡器
正弦振荡器
▲ 产生正弦波的振荡条件:振荡相位条件: --正反馈, 且:
A F 2n , n 0,1,2,
振荡振 ,
Ui
UO A
AF 1
(平衡条件)
AF 1
(起振条件)
AF 1 故:
为了产生单一正弦波, 只允许一个频率 满足振荡条件, 故还需一个“选频网络”。
文氏桥振荡器电路
A
UO U
K
1
R1 R2
若滿足 AF1
则 A 3
RC串并联网构成正反馈选频网络,反馈系数为:
R
F
U UO
R
1 jRC 1 R
3
j(
1
0 )
jC 1 jRC
0
0
1 RC
当 0
时, F 0,
F 1 3
满足 F A 0
8k 0.02
8k 0.02 2k
文氏桥振荡器电路
[例]要求振荡频率 f0 1kHZ , 设计电路。
模电作业答案 (1)
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第1章半导体二极管及其应用电路1.二极管电路如图1所示,设二极管是理想的。
试判断图中的二极管是导通还是截止,并求出A、O两端电压U AO。
(a) (b)图1解:图a:对D1有阳极电位为0V,阴极电位为-12 V,故D1导通,此后使D2的阴极电位为0V,而其阳极为-15 V,故D2反偏截止,U AO=0 V。
图b:对D1有阳极电位为12 V,阴极电位为0 V,对D2有阳极电位为12 V,阴极电位为-6V.故D2更易导通,此后使V A=-6V;D1反偏而截止,故U AO=-6V。
2.电路如图2所示,设二极管为理想的,输入电压为正弦波,试分别画出各图输出电压的波形。
(a) (b)图2解:图(a):图(b):第2章 半导体三极管及其放大电路7.电路如图5(a)所示,晶体管的β=80,r bb '=100Ω。
(1)分别计算R L =∞和R L =3k Ω时的Q 点,A us ,R i 和R o 。
(2)由于电路参数不同,在信号源电压为正弦波时,测得输出波形如图4(b )、(c )、(d )所示,试说明电路分别产生了什么失真,如何消除。
(3)若由PNP 型管组成的共射电路中,输出电压波形如图4(b )、(c )、(d )所示,则分别产生了什么失真?(a)(b) (c)(d)图5解(1)在空载和带负载情况下,电路的静态电流、r be 均相等,它们分别为Ω≈++=≈=≈--=k 3.1mV26)1(mA76.1 Aμ 22EQbb'be BQ CQ BEQ bBEQCC BQ I r r I I R U R U V I sββ空载时,静态管压降、电压放大倍数、输入电阻和输出电阻分别为Ω==-≈⋅+≈Ω≈≈=-≈-=≈-=k 593k 3.1308V 2.6 c o bes bebebe b i becc CQ CC CEQ R R A r R r A r r R R r R A R I V U uusu∥β R L =5k Ω时,静态管压降、电压放大倍数分别为LCQ cCEQR V I R U V CCCC =--∵∴V 3.2)(L c CQ Lc L CEQ ≈-+=R R I R R V R U CC∥47115 bes bebe 'L -≈⋅+≈-≈-=uusuA r R r A r R A βΩ==Ω≈≈=k 5k 3.1c o be be b i R R r r R R ∥(2)(a )饱和失真,增大R b ,减小R c 。
文氏电桥振荡电路
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文氏电桥振荡电路文氏电桥振荡电路(Wien bridge oscillator circuit),简称“文氏电桥”,是一种适于产生正弦波信号的振荡电路之一,此电路振荡稳定且输出波形良好,在较宽的频率范围内也能够容易调节,因此应用场合较为广泛。
如下图所示为基本文氏电桥振荡电路:其中,R1、R2、C1、C2组成的RC串并网络将输出正反馈至同相输入端,R3、R4则将输出负反馈至运放的反相输入端,电路的行为取决于正负反馈那一边占优势(为便于分析,通常都假设R1=R2=R 且C1=C2=C,当然这并不是必须的)。
可以将该电路看作对A点输入(即同相端电压)的同相放大器,因此该电路的放大倍数如下:可以证明,当放大倍数小于3时(即R4/R3=2),负反馈支路占优势,电路不起振;当放大倍数大于3时,正反馈支路占优势,电路开始起振并不是稳定的,振荡会不断增大,最终将导致运放饱和,输出的波形是削波失真的正弦波。
只有当放大倍数恰好为3时,正负反馈处于平衡,振荡电路会持续稳定的工作,此时输出波形的频率公式如下所示:也可以这样理解:电路刚上电时会包含频率丰富的扰动成分,这些扰动频率都将会被放大3倍,随后再缩小3倍,依此循环,只有扰动成分的频率等于f0时,电路将一直不停地振荡下去,也就是说,频率为f0的成分既不会因衰减而最终消失,也不会因一直不停放大而导致运放饱和而失真,相当于此时形成了一个平衡电桥。
但是这个电路的实际应用几乎没有,因为它对器件的要求非常高,即R4/R3必须等于2(也就是放大倍数必须为3),只要有一点点的偏差,电路就不可能稳定地振荡下去,因为元件不可能十分精确,就算可以做到,受到温度、老化等因素,电路也可会出现停振(放大倍数小于3)或失真(放大倍数大于3)的情况。
我们用下图所示的电路参数进行仿真:当R4=100K时,放大倍数为11,输出波形如下图:当R4=30K时,放大倍数为4,输出波形如下图:当R3=21K时,放大倍数为3.1,输出波形如下图所示:当R3=20.1K时,放大倍数为3.01倍,输出波形如下图所示:注意纵轴单位为mV(毫伏),此时电路起振后不断地放大导致幅度增加(此图只是一部分),但由于放大倍数太小,因此达到大信号电平需要更长的时间,如果示波器设置纵轴单位太大,你会以为电路没有起振。
文氏振荡器设计-RC正弦波振荡器

∴ φa+φf = 0 满足相频条件 。
其实一般情况下,只要是正反馈就一定可以满足 φa +φf= 2nπ
∴ 相频条件的判断可用瞬时极性法解决。
b 振荡频率fo
1 fo = 2RC
c 其它:R1 、Rf构成负反馈用于稳幅;以保证输出为 不失真的正弦波,其中V1、V2非线性起到了 自动稳幅作用,还可将R2或Rf换成热敏电阻
Au +
+
Uf
R
C
R
R1 Rf负反馈用于稳幅;
Uo
RC串联、RC并联及R1 Rf 构成电桥;
a 分析电路是否满足振荡条件
1
幅频条件:当ω=ωo时 ∣ Fu ∣= 3
R C
∴ 只需Au = 3即可
R1
R1 Rf构成电压串联负反馈
Rf
Au = 1+
Байду номын сангаас
R2 C
R1
相频条件:已知 φf = 0; 且可分析出φa= 0
变仍为正弦波,即放大器产生了正弦波振荡。
二、电路自激振荡的条件
1. 振荡的平衡条件:Uf = Ui 即Au Fu =1 ∵ Au Fu 都是复数 ∴ Au Fu=︱Au Fu︱ (∠ψa+∠ψf)=1
(1)振幅平衡条件:︱Au Fu︱ = 1 (2)相位平衡条件:φa +φf = 2nπ (n = 0.1.2……n)
•
过放大→会增大一点 → 反馈 → 放大,Uo的幅度会越来越 大,最后将使放大器进入非线性工作区,放大 器的增益下 降,振荡电路输出幅度越大,增益下降也越多,最后当反 馈电压正好等于原输入电压时,振荡幅度不再增大从而进 入平衡状态。
∴ 振荡的建立过程中: ︱ Au Fu ︱>1;要有选频网络;
1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作

目录摘要 (1)1.系统根本方案 (1)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (1)1.2. 运算放大器的选择 (2)最终的方案选择.................................................................... 错误!未定义书签。
2.正弦波发生器的工作原理 (2)正弦波振荡电路的组成........................................................ 错误!未定义书签。
2.1.1 RC选频网络 (2)放大电路 (5)正反应网络 (5)产生正弦波振荡的条件 (5)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (6)3.系统仿真 (6)4.结论 (7)参考文献: (10)附录 (12)1KHZ 桥式正弦波震荡器电路的设计与制作摘要 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:,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 ;而频率范围确实定是根据式RCf π210=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、LM741CN1.系统根本方案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。
图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应网络构成,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: 12R R f>。
它的振荡频率为:RCf π210=。
1.2. 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。