实验四正弦波震荡电路.pdf

实验四正弦波震荡电路一、实验目的（1）学会 RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件；（2）学会测量、测试振荡器二、实验设备及器材1. ＋ 12V 直流电源 2. 函数 信号发生器3. 双 踪示波器4. 频 率计5. 直流 电压表6. 3DG12 ×2 或 9013 ×2 电阻、电容、电位器等三、实验原理及内容RC 桥式正弦波震荡电路的测试（文氏电桥振荡器）实验原理： 文氏电桥振荡电路又称RC 串并联网络正弦波振荡电路，它是一种较好的正弦波产生电路，适用于频率小于1MHz ，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，为了产生正弦波，必须在放大电路中加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分但是，这样两部分构成的振荡器通常是得不到正弦波的，这是由于正反馈量很难控制，故还需要加入一些其它电路运算放大器组成的文氏电桥RC 正弦波震荡电路，如图所示：为了输出单一的正弦波，还必须进行选频，仅仅使某一频率的正弦信号被放大和反馈形成震荡，而使其它的频率成分被抑制由于振荡的频率为f0=1/2πRC，故在电路中可变换电容来进行振荡的频率的粗调，可用电位器代替R3，R4来进行频率的细调。

电路起振以后，由于元件的不稳定性，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负反馈支路的两个二极管即为自动限幅元件，主要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实验内容（1）按照如上图的电路连接仿真电路；（2）启动仿真用示波器观察有无正弦波输出如无输出，调节R5使 Vo 没有明显的失真的正 弦波，并观察Vo 的值是否稳定测量Vo 和 Vf 的有效值和频率，并将记录填到表2.8-1 中3）保持其他参数不变，观察C1=C2=0.01uF 和 C1=C2=0.02uF 两种情况下（输出波形不是真），分别测量Vo 的幅值和频率，将数据记录于表2.8-1 中，并于计算结果相比较表 3.8-1 正弦波振荡器仿真测试数据记录VfVOfH/fLC1=C2=0.01μF2.203V6.460V1.567kHz C1=C2=0.02μF2.204V 6.464V 786.707Hz C1=C2=0.01uF 时的波形极其频率：C1=C2=0.02uF 时的波形极其频率：实验结果的讨论与分析1、由振荡器的原理可知，当增大电位器R5 阻值时，放大器的增益逐渐增大，当达到RP =（R5+R2）>R1时，则振荡器总体电压放大倍数大于1，达到自激振荡的条件。

此时开始自激振荡当继续增大电位器时，增益继续增大，二极管开始非线性限幅，当输出幅值过大时，超过二极管限幅最值，开始出现非线性失真2、根据实验预期，振荡的频率为RCfo21，实验结果是212 ff，与实验的理论值相差不多3、两个二极管即为自动限幅元件，主要利用的是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，使得输出电压基本保持不变四、思考题：1、满足正弦波振荡电路的起振条件、振荡频率是什么？起振条件：正弦波振荡器有相位平衡条件与幅度平衡条件幅度平衡条件的等号改为大于号，就是起振条件振荡频率： F=1/2πRC2、如果发现 Uo的波形接近于方波，可能是什么原因？应如何调整？原因：示波器的带宽不够调整：通过调整控制面板上的各种按钮3、两个相互并联的二极管起什么作用？在电压比较低的交流回路里可以起到微调交流电压的作用、用于保护电路。