实验六RC桥式正弦波振荡器.doc

实验六RC桥式正弦波振荡器一、实验目的1. 研究RC桥式振荡器中RC串、并联网络的选频特性2. 研究负反馈网络中稳幅环节的稳幅功能3. 掌握RC桥式振荡器的工作原理及调测技术二、实验原理RC桥式振荡器的实验电路如图1所示图（b）Multisim仿真电路图图1RC桥式振荡器该电路由三部分组成：作为基本放大器的运放；具有选频功能的正反馈网络；具有稳幅功能的负反馈网络1. RC串并联正反馈网络的选频特性电路结构如图2所示一般取两电阻值和两电容值分别相等由分压关系可得正反馈网络的反馈系数表达式：#2V€V€1+j€RC1+j€RCj€C1+j€RCj€RCR//j€Cj€C1+j€RC+R//j€Cj€C1+j€RCj€RC+j€RC_/、-—1+2j€RC—((oRC„^+j€RCj€RC+j€RC1Rc则上式为F=3+j<€€、————O、€€丿0由上式可得RC串并联正反馈网络的幅频特性和相频特性的表达式和相应曲线（如图#由特性曲线图可知，当①=叫时，正反馈系数达最大值为1/3,且反馈信号与输入信号同相位，即^F=0,满足振荡条件中的相位平衡条件，此时电路产生谐振m=rn0=1/RC为振荡电路的输出正弦波的角频率，即谐振频率fo为f=o-€RC当输入信号£的角频率低于叫时，反馈信号的相位超前，相位差％为正值；而当输入信号的角频率高于冏时，反馈信号的相位滞后，相位差％为负值。

带稳幅环节的负反馈支路由上分析可知，正反馈选频网络在满足相位平衡的条件下，其反馈量为最大，是三分之一因此为满足幅值平衡条件，这样与负反馈网络组成的负反馈放大器的放大倍数应为三倍为起振方便应略大于三倍由于放大器接成同相比例放大器，放大倍数需满足A=1+乞,3，故乞，2为此，线路中设置电位器进行调节VFRR11为了输出波形不失真且起振容易，在负反馈支路中接入非线性器件来自动调节负反馈量，是非常必要的方法可以有很多种有接热敏电阻的，有接场效应管的（压控器件），本实验是利用二极管的非线性特性来实现稳幅的其稳幅原理可从二极管的伏安特性曲线得到解答如图5所示图5在二极管伏安特性曲线的弯曲部分，具有非线性特性从图中可以看出，在q2点,PN结的等效动态电阻为r=叭；而在Qd2diQ1D2点,PN结的等效动态电阻为r=dVD；显然，d1diQD1r>r；也就是说，当振荡器的输出电压幅度增d1d2大时，二极管的等效电阻减少，负反馈量增大，从而抑制输出正弦波幅度的增大，达到稳幅的目的通过Rp调节负反馈量，将振荡器输出正弦波控制在较小幅度，正弦波的失真度很小，振荡频率接近估算值；反之则失真度增大，且振荡频率偏低。

这是在实验中应当注意的三、预习要求1. 复习运放组成的正弦波振荡器的基础知识，理解实验电路的工作原理2. 要求人=1600Hz且取R=10kQ，计算电容C取多大值？3. 实验中怎样判断振荡电路满足了振荡条件？4. 影响振荡频率f0的主要因素是什么？四、实验内容1. 参照图建立仿真电路，用示波器观察输出波形注意在调整Rp大小的时候，将调整幅度Increment由原来系统默认的5%减小到1%，否则增益太大，不能获得较为理想的输出正弦波2. 根据起振要求，电压负反馈电路的电压放大倍数要略大于3，调节电位器Rp，使电路起振且输出良好(尽可能取小的幅值，使输出失真较小)的正弦波，测取输出正弦波的电压有效值V3. 测量振荡频率fo(1)用示波器测取f用示波器内的光标测量功能读出T,计算获得f4. 把R2为5.1kQ电阻换成20kQ电阻，调节RW，观察稳幅效果；去掉两个二极管，接回5.1kQ电阻，再细调电位器RW，观察输出波形的稳幅情况五、实验总结1. 总结RC桥式振荡电路的振荡条件2. 根据改变负反馈电阻Rp对输出波形的影响，说明负反馈在RC振荡电路中的作用。