实验五RC正弦波振荡电路实验

D11和 和D D22 的选取有何要求？ 1．在本实验中，对 D
2．对用两种方法测得的频率进行比较，说明误差的原因。
（1） 确定 R1 、 R f
电阻 R1 、 R f 应由起振的幅值条件来确定，由式 8-2 可知 R f ≥ 2 R1 通常取 R f = （2.1~2.5） R1 ，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= R1 // R f （1） 确定稳幅电路 通常的稳幅方法是利用 Av 随输出电压振幅上升而下降的自动调节作用实现稳幅。 图 3-14-1 中稳幅电路由两只正反向并联的二极管 D1 、 D2 和电阻 R3 并联组成， 利用二极管正向动态电阻的非线性以实现稳幅， 为了减小因二极管特性的非线性 而引起的波形失真，在二极管两端并联小电阻 R3 。实验证明，取 R3 ≈ rd 时，效 果最佳。
补充知识：用李沙育图形测频率的原理与方法 A．李沙育图形的形成原理 当两个相互垂直、频率不同的简谐信号合成时，合振动的轨迹与分振动的频 率、 初相位有关。 当两个分振动的频率成简单整数比时， 将合成稳定的封闭轨道， 称为李沙育图形，它的形成过程如图 4 所示。如图 5 所示，由于李沙育图形与分 振动的频率比有关，因此通过李沙育图形和已知频率的信号，可以精确地测定未 知信号的频率。
实验五 RC桥式正弦波振荡电路
1.实验目的
1．进一步学习文氏桥振荡电路的工作原理和电路结构 2．学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法； 3.掌握 RC 正弦波振荡器的设计方法
2 RC桥式正弦波振荡电路的工作原理
2.1 振荡的建立
振荡的建立，就是要使电路自激，从而产生持续的振 荡输出。 由于电路中存在噪声，其中也包括f0及其附近一些频 率成分。为了保证这种微弱的信号，经过放大通过正反馈 的选频网络，使输出幅度愈来愈大，振荡电路在起振时应 满足：
VSIN
y
2
五、报告要求 1．由给定的电路参数计算振荡频率，同实验值比较，分析其误差原因 2．总结文氏桥振荡电路的振荡条件 六、预习要求 复习文氏桥振荡电路的工作原理，计算振荡频率
七、思考题 1.在 RC 桥式振荡电路中，若电路不能起振，应调整哪个参数？若输出波形 失真应如何调整？ 2.简述图 3-14-1 中 D1和D2 的稳幅过程。
1 2f 0
8-3
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 Ri 和输出电 阻 Ro 的影响，应使 R 满足下列关系式： Ri >>R>> Ro 一般 Ri 约为几百千欧以上，而 Ro 仅为几百欧以下，初步选定 R 之后，由式 8-3 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
采用反并联二极管的稳幅电路如下图所示
D1 R3 R2 D2 R1
8
+ +
Uo
R
C
R C
图3-14-1 RC桥式振荡电路
三、实验电路原理
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 络形成正反馈电路，决定振荡频率 f 0 、 R1 、 R f 形成负反馈回路，决定起振的幅 值条件， D1 、 D2 是稳幅元件。
四、实验内容及步骤 1.调整并测量静态工作点 按图 3-14-1 搭接线路，检查无误后接电源 VCC。
2.观察 vO 的波形 用示波器检查 vO 的波形，若无振荡则可调节 Rf 直到 vO 为稳定不失真的正弦 波为止。 （注意观察 Rf 改变对 vO 波形的影响） 3．测量振荡周期 T 利用示波器的 “扫描时间” 或 “时标” 测量 vO 波形的周期 T， 计算频率 f01=1/T。 4.利用李沙育图测频率 f02，将步骤 3 和 4 测量的周期和频率，填入下表， 并与理论值比较： T 的测量值 fo1 的测量值 fo2 的测量值 fo 的理论值
+
+ . Uo
图07.02.04 RC文氏桥振荡器的电路
2.2 振荡的稳定
由于Uo与Uf具有良好的线性关系，所以为了稳定输出电 压的幅值，一般应在电路中加入非线性环节。
C1 Z1 R1 R2 C2 R3
Z2
t
R4
. Uf
+
+ . Uo
带有热敏电阻稳幅的RC文氏电桥振荡器电路图
R4是具有正温度系数的热敏电阻，起振前其阻值较小， 使Au＞3。当起振后，流过R4的电流加大，R4的温度升高 阻值加大，Au变小，达到振荡稳定状态时：Au =3。
采用反并联二极管的稳幅电路如下图所示
(a)
(b)
带有二极管稳幅的RC文氏桥振荡器电路图
可在反馈回路串联两个并联的二极管，如上图所示， 利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时二极管 动态电阻增大的特点，从而使输出电压稳定。
二、实验器材及设备 1．双踪示波器（COS5020 型） 2．模拟学习机（DZXA-2 型） 3．数字万用表（VC9802 型） 4．晶体管毫伏表（DA-16） 5.器件：1.集成运算放大器μ A741；二极管 1N4001； 电阻 瓷片电容 若干；
该电路的振荡频率 f 0 = 起振幅值条件
Av 1 Rf R1 3
1 2RC
8-1
8-2
式中 R f R2 R3 // rd ， rd 为二极管的正向动态电阻
1．电路参数确定 （1） 确定 R、C 值 根据设计所要求的振荡频率 f 0 ，由式 8-1 先确定 RC 之积，即 RC=
用李沙育图形测频率的方法 按照图 6 连接实验线路，将已知频率的正弦波信号 fy (50Hz)送入 CH2 通道，被 测正弦波信号 fx（函数信号发生器）送入 CH1 通道，当两信号的频率为整数倍 时，屏幕上出现稳定的李沙育图形。
测 试 点 1 F VSIN x 测 试 点 F
如果两个信号的频率比不是整数比时，图形不稳定。当接近整数比时，可以 观察到转动的图形。 李沙育图形的形状还随两个信号的幅值以及位相不同而变化。
C1
F ＞1 A
Z1
R3
R1 R2 C2
Z2
R4
. Uf
+
+ . Uo
RC文氏电桥振荡器的电路图
1 A 3 F 所以要求 A 当f=f0时， u 3
U R3 o Au 1 3 Uf R4
R3 2R4
C1 Z1 R1 R2 C2
R3
Z2
ຫໍສະໝຸດ Baidu
R4
. Uf