实验四LC正弦波振荡电路实验,高频电子线路,南京理工大学紫金学院实验报告

高频实验报告

实验名称：LC正弦波振荡电路实验

姓名：

学号：

班级：通信

时间：2014．01

南京理工大学紫金学院电光系

一、实验目的

1．进一步学习掌握正弦波振荡电路的相关理论。

2．掌握电容三点式LC 振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q 值对振荡器振荡幅度和频率的影响。 3．熟悉LC 振荡器频率稳定度，加深对LC 振荡器频率稳定度的理解。

二、实验基本原理与电路

1. LC 振荡电路的基本原理

ＬＣ振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。ＬＣ振荡器是指振荡回路是由ＬＣ元件组成的。从交流等效电路可知：由ＬＣ振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈ＬＣ振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈ＬＣ振荡器或电容三点式振荡器。

在几种基本高频振荡回路中，电容反馈ＬＣ振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百ＭＨＺ～ＧＨＺ。

普通电容三点式振荡器的振荡频率不仅与谐振回路的LC 元件的值有关，而且还与晶体管的输入电容i C 以及输出电容o C 有关。当工作环境改变或更换管子时，振荡频率及其稳定性就要受到影响。为减小i C 、o C 的影响，提高振荡器的频率稳定度，提出了改进型电容三点式振荡电路——串联改进型克拉泼电路、并联改进型西勒电路，分别如图2-1和2-2所示。

串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼电路振荡频率为：

图2-1克拉泼振荡电路

C L

图2-2西勒振荡电路

∑

LC 10ω

其中∑C 由下式决定

o C C C C C C ++++=∑211111 选C C >>1，C C >>2时，C C -∑~，振荡频率0ω可近似写成

10≈

这就使0ω几乎与o C 和i C 值无关，提高了频率稳定度。振荡幅度取决于折合到晶体管ce 端的电阻'R ，可以推出： 2

021240021'LC Q

C L LQ R n R ?=?

=ωωω 由上式看出，1C 、2C 过大时，R '变得很小，放大器电压增益降低，振幅下降。还可看出，R '同振荡器0ω的三次方成反比，当减小C 以提高频率0ω时，R '的值急剧下降，振荡幅度显著下降，甚至会停振。另外，用作频率可调的振荡器时，振荡幅度随频率增加而下降，在波段范围内幅度不平稳，因此，频率覆盖系数（在频率可调的振荡器中，高端频率和低端频率之比称为频率覆盖系数）不大，约为

3.1~2.1。

并联改进型电容三点式振荡电路——西勒电路回路谐振频率0ω为

∑

LC 10ω

其中，回路总电容∑

C 为

3211

111

C C C C C C C i o +

++++

=∑

选C C >>1，C C >>2时，3

C C C +?∑，这就使0ω值几乎与o C 和i C 无关，提高了

频率稳定度。

折合到晶体管输出端的谐振电阻R '是

L Q n R n R 022'ω==

其中接入系数n 和C 无关，当改变C 时，n 、L 、Q 都是常数，则R '仅随0ω一次方增长，易于起振，振荡幅度增加，使在波段范围内幅度比较平稳，频率覆盖系数较大，可达1.6~1.8。另外，西勒电路频率稳定性好，振荡频率可以较高。

2.实验电路

LC 、晶体正弦波振荡电路实验电路如图2-3所示。断开J1、连接J2、J3构成LC 西勒电路振荡电路。

LC 、晶体正弦波振荡电路

A5-0808

图2-3 LC 、晶体正弦波振荡电路实验电路

三、实验内容

1．LC 振荡器性能测试。

(1)测试静态工作点变化对振荡工作状态的影响

（2）振荡器频率范围的测量

(3)反馈系数对振荡器工作状态的影响

(4)频率稳定度的测量

2．熟悉LC振荡器性能。

四、实验总结与体会

通过此次LC正弦波振荡电路的实验，使我进一步学习掌握了正弦波振荡电路的相关理论和电容三点式LC振荡电路的基本原理.

LC正弦波振荡电路详解

LC 正弦波振荡电路详解 LC 正弦波振荡电路与RC 桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的，只是选频网络采用 LC 电路。在LC 振荡电路中，当 f=f o 时，放大电路的放大倍数数值最大，而其余频率的信号均被衰减到零；引入正反馈后，使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而形成正弦波振荡。由于 LC 正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路。一、LC 谐振回路的频率特性 LC 正弦波振荡电路中的选频网络采用 LC 并联网络，如图所示图（a ）为理想电路，无损耗，谐振频率为「—（推导过程如下）公式推导过程: 电路导纳为式中Q 为品质因数 R 1 当Q>>1时，?—，所以谐振频率将上式代入…二，得出令式中虚部为零, R , 戸+（班）宀 1 就可求出谐振角频率 1

当f=fo 时，电抗一一丑 I?二在信号频率较低时，电容的容抗（兀€） J I 很大，网络呈感性；在信号频率较高时，电感的「二; 疼感抗（昭祖）很大，网络呈容性；只有当f=fo 时， [ 网络才呈纯阻性，且阻抗最大。这时电路产生电O ? ------------ 流谐振，电容的电场能转换成磁场能，而电感的磁场能又转换成电场能，两种能量相互转换。 L ：；讲嵌阀绻实际的LC 并联网络总是有损耗的，各种损耗等效成电阻R ,如图（b ）所示。电路的导纳为 y =亦+—5— R+ 回路的品质因数' 公式推导过程: 电路导纳为当Q>>1时，已，代入：'，整理可得亍（推导过程如下） ⑹萼慮匝路损耗时] LC 并联网络

式中Q为品质因数

实验六 RC桥式正弦波振荡器

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1 RC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： 1

2 RC j R C j R RC j R C j R C j R C j R Z Z Z V V F i F ωωωωωω++ ++=++=+==1111//11// 212 ()()RC j RC j RC j RC RC j RC j RC j RC j RC j RC j R C j RC j RC j R ωωωωωωωωωωωωω++=+-+=++=++++=131 2111112 2 令RC 10= ω，则上式为? ?? ? ??-+=ωωωω0031j F 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 3和图4所示）。 2 002 31 ? ?? ? ??-+=ωωωωF 3 arctg 0ω ωωωφ--=?F 图4 相频特性曲线图3 幅频特性曲线

3 I I D1D1图5 由特性曲线图可知，当ω＝ω0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φF ＝0，满足振荡条件中的相位平衡条件，此时电路产生谐振ω＝ω0＝1/RC 为振荡电路的输出正弦波的角频率，即谐振频率f o 为 RC f o π21 = 当输入信号i V 的角频率低于ω0时，反馈信号的相位超前，相位差φF 为正值；而当输入信号的角频率高于ω0时，反馈信号的相位滞后，相位差φF 为负值。 2、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 VF A =1+31 ≥R R f ，故1 R R f ≥2。为此，线路中设置电位器进行调节。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。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Q 2点，PN 结的等效动态电阻为22Q di dv r D D d =；而在Q 1 点,PN 结的等效动态电阻为1 1Q di dv r D D d =；显然， 1d r >2d r ；也就是说，当振荡器的输出电压幅度增大时，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R p 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

高频实验2：LC与晶体振荡器

实验二：LC与晶体振荡器一．实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能。 3．熟悉静态工作点IEQ对振荡器振荡幅度和频率的影响。 4．熟悉LC谐振回路的电容变化对振荡器振荡频率的影响。二．实验预习要求 1．做本实验时应具备的知识点： * 三点式LC振荡器 * 克拉泼电路 * 静态工作点值对振荡器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器： * LC与晶体振荡模块实验板 * 双踪示波器 * 频率计 * 万用表三．实验电路原理 1．概述ＬＣ振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。ＬＣ振荡器是指振荡回路是由ＬＣ元件组成的。从交流等效电路可知：由ＬＣ振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈ＬＣ振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈ＬＣ振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈ＬＣ振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百ＭＨＺ～ＧＨＺ。 2．LC振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振、平衡条件和相位平衡条件。 3．C振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间、或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：Δf０／f０来表示（f０为所选择的测试频率；Δf０为振荡频率的频率误差，Δf０＝f０２－f０１；f０２和f０１为不同时刻的f０），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。 4、LC振荡器的调整和参数选择以实验采用的改进型电容三点振荡电路（西勃电路）为例（1）静态工作点的调整合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路，如实验电路图１２－１所示。

信号产生LC振荡电路

在信号频率较低时，电容的容抗()很大，网络呈感性；在信号频率较高时，电感的感抗()很大，网络呈容性；只有当f=f0时，网络才呈纯阻性，且阻抗最大。这时电路产生电流谐振，电容的电场能转换成磁场能，而电感的磁场能又转换成电场能，两种能量相互转换。 7.1.3 LC正弦波振荡电路 LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的，只是选频网络采用LC电路。在LC振荡电路中，当f=f0时，放大电路的放大倍数数值最大，而其余频率的信号均被衰减到零；引入正反馈后，使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而形成正弦波振荡。由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路。一、LC谐振回路的频率特性 LC正弦波振荡电路中的选频网络采用LC并联网络，如图所示。图(a)为理想电路，无损耗，谐振频率为（推导过程如下）公式推导过程：电路导纳为令式中虚部为零，就可求出谐振角频率

式中Q为品质因数当Q>>1时，，所以谐振频率将上式代入，得出当f=f0时，电抗当Q>>1时，，代入，整理可得在信号频率较低时，电容的容抗() 很大，网络呈感性；在信号频率较高时，电感的感抗()很大，网络呈容性；只有当f=f0时，网络才呈纯阻性，且阻抗最大。这时电路产生电流谐振，电容的电场能转换成磁场能，而电感的磁场能又转换成电场能，两种能量相互转换。实际的LC并联网络总是有损耗的，各种损耗等效成电阻R，如图(b)所示。电路的导纳为回路的品质因数（推导过程如下）

公式推导过程：电路导纳为令式中虚部为零，就可求出谐振角频率式中Q为品质因数当Q>>1时，，所以谐振频率将上式代入，得出当f=f0时，电抗当Q>>1时，，代入，整理可得上式表明，选频网络的损耗愈小，谐振频率相同时，电容容量愈小，电感数值愈大，品质因数愈大，将使得选频特性愈好。当f=f0时，电抗（推导过程如下）公式推导过程：电路导纳为

RC正弦波振荡器设计实验

综合设计正弦波振荡器的设计与测试一．实验目的 1．掌握运用Multisim 设计RC 振荡电路的设计方法 2．掌握RC 正弦波振荡器的电路结构及其工作原理 3．熟悉RC 正弦波振荡器的调试方法 4．观察RC 参数对振荡器的影响，学习振荡器频率的测定方法二．实验原理在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能够取代输入信号，即电路中必须引入正反馈；二要有外加的选频网络，用以确定振荡频率。正弦波振荡的平衡条件为：.. 1AF = 起振条件为.. ||1A F > 写成模与相角的形式：.. ||1A F = 2A F n πψ+ψ=（n 为整数）电路如图1所示： 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 选频网络形成正反馈电路，决定振荡频率0f 。1R 、f R 形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，1D 、2D 是稳幅元件。该电路的振荡频率： 0f =RC π21 ① 起振幅值条件：311 ≥+ =R R A f v ② 式中 d f r R R R //32+= ，d r 为二极管的正向动态电阻 2．电路参数确定（1）根据设计所要求的振荡频率0f ，由式①先确定RC 之积，即 RC= 21f π 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i R 和输出电阻o R 的影响，应使

R 满足下列关系式：i R >>R>>o R 一般i R 约为几百千欧以上，而o R 仅为几百欧以下，初步选定R 之后，由式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（2）确定1R 、f R ：电阻1R 、f R 由起振的幅值条件来确定，由式②可知f R ≥21R ，通常取f R =（2.1~2.5）1R ，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=1R //f R （3）确定稳幅电路：通常的稳幅方法是利用v A 随输出电压振幅上升而下降的自动调节作用实现稳幅。图1中稳幅电路由两只正反向并联的二极管1D 、2D 和电阻3R 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3R 。实验证明，取3R ≈d r 时，效果最佳。三．实验任务 1．预习要求（1）复习RC 正弦波振荡电路的工作原理。（2）掌握RC 桥式振荡电路参数的确定方法 2．设计任务设计一个RC 正弦波振荡电路。其正弦波输出要求：（1）振荡频率：接近500Hz 或1kHz 左右，振幅稳定，波形对称，无明显非线性失真（2）* 振荡频率：50Hz~1kHz 可调，其余同（1）四．实验报告要求 1．简述电路的工作原理和主要元件的作用 2．电路参数的确定 3．整理实验数据，并与理论值比较，分析误差产生的原因 4．调试中所遇到的问题以及解决方法五．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-1中21D D 和的稳幅过程。六．仪器与器件仪器：同实验2 单管器件：集成运算放大器μA741 二极管 1N4001 电阻瓷片电容若干

二阶电路分析——LC震荡的推导

二阶电路分析——LC 震荡的推导如图9.16所示，RLC 串联电路零输入响应的数学分析依KVL ，得 0=-+C L R u u u 按图9.16中标定的电压，电流参考方向有 dt du C i C -= dt du RC Ri u C C -== 22dt u d LC dt di L u C L -== 将以上各式代入KVL 方程，便可以得出以 C u 为响应变量的微分方程，为 02 2=++C C C u dt du RC dt u d LC ()0≥T （9.10）式（9.10）为一常系数二阶线性齐次微分方程，其特征方程为 012=++RCp LCp 其特征根为 2 022 2 ,1122ωαα-±-=-?? ? ??±-=LC L R L R p 式中：L R 2/=α称为衰减系数；LC /10=ω称为固有振荡角频率。 1.几种不同情况的讨论 (1)当(R/2L)2>1/LC 时，1p 、2p 为不相等的负实根，称为过阻尼情况。特征根为 2 022,1ω-±-=a a p 微分方程的通解为 ()t p t p C e A e A t u 2121+= （9.11）其中待定常数1A 、2A 由初始条件来确定，其方法是：当+=0t 时刻，则由

式(9.11) 可得 ()21A A t u C += 对式(9.12)求导，可得+=0t 时刻()t u C 对t 的导数的初始值为 ()()()C i p A p A dt t du u t C C +=+-=+=='+0022110 联立求解式(9.12)和式(9.13)，便可以解出1A 、2A 。根据式(9.11)可知，零输入响应()t u C 是随时间按指数规律衰减的，为非振荡性质。()t u C 的波形如图9. 17所示。（2）.当()LC L R /12/2=时， 1p 、2p 为相等的负实根，称为临界阻尼情况。特征根为 a p p -==21 微分方程的通解为 ()()at C e t A A t u -+=21 其中常数1A 、2A 由初始条件()+0C u 和()+'0C u 来确定。()t u C 的波形图根据式(9.13)可知，这种情况的响应也是非振荡的。 (3)当时，1p 、2p 为具有负实部的共轭复根，称为欠阻尼情况。待征根为 d j L R LC j L R p ωα±-=?? ? ??-±-=2 2 ,1212 其中 2202 21αωω-=?? ? ??-= L R LC d 称为阻尼振荡角频率。微分方程的通解为 ())sin(e ?ωα+=-t A t u d t C

LC正弦波振荡电路详解86396

LC正弦波振荡电路详解 LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的，只是选频网络采用LC电路。在LC振荡电路中，当f=f0时，放大电路的放大倍数数值最大，而其余频率的信号均被衰减到零；引入正反馈后，使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而形成正弦波振荡。由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路。一、LC谐振回路的频率特性 LC正弦波振荡电路中的选频网络采用LC并联网络，如图所示。图(a)为理想电路，无损耗，谐振频率为（推导过程如下）公式推导过程：电路导纳为令式中虚部为零，就可求出谐振角频率式中Q为品质因数当Q>>1时，，所以谐振频率

将上式代入，得出当f=f0时，电抗当Q>>1时，，代入，整理可得在信号频率较低时，电容的容抗() 很大，网络呈感性；在信号频率较高时，电感的感抗()很大，网络呈容性；只有当f=f0 时，网络才呈纯阻性，且阻抗最大。这时电路产生电流谐振，电容的电场能转换成磁场能，而电感的磁场能又转换成电场能，两种能量相互转换。实际的LC并联网络总是有损耗的，各种损耗等效成电阻R，如图(b)所示。电路的导纳为回路的品质因数（推导过程如下）公式推导过程：电路导纳为令式中虚部为零，就可求出谐振角频率

式中Q为品质因数当Q>>1时，，所以谐振频率将上式代入，得出当f=f0时，电抗当Q>>1时，，代入，整理可得上式表明，选频网络的损耗愈小，谐振频率相同时，电容容量愈小，电感数值愈大，品质因数愈大，将使得选频特性愈好。当f=f0时，电抗（推导过程如下）公式推导过程：电路导纳为

LC振荡电路的工作原理及特点

简单介绍LC振荡电路的工作原理及特点 LC振荡电路，顾名思义就是用电感L和电容C组成的一个选频网络的振荡电路，这个振荡电路用来产生一种高频正弦波信号。常见的LC振荡电路有好多种，比如变压器反馈式、电感三点式及电容三点式，它们的选频网络一般都采用LC并联谐振回路。这种振荡电路的辐射功率跟振荡频率的四次方成正比，如果要想让这种电路向外辐射足够大的电磁波的话，就必须提高其振荡频率，而且还必须是电路具备开放的形式。 LC振荡电路之所以有振荡，是因为该电路通过运用电容跟电感的储能特性，使得电磁这两种能量在交替转化，简而言之，由于电能和磁能都有最大和最小值，所以才有了振荡。当然，这只是一个理想情况，现实中，所有的电子元件都有一些损耗，能量在电容和电感之间转化是会被损耗或者泄露到外部，导致能量不断减小。所以LC 振荡电路必须要有放大元件，这个放大元件可以是三极管，也可以是集成运放或者其他的东西。有了这个放大元件，这个不断被消耗的振荡信号就会被反馈放大，从而我们会得到一个幅值跟频率都比较稳定的信号。开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的放大器放大，然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率F0。并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基极。设基极的瞬间电压极性为正。经倒相集电压瞬时极性为负，按变压器同名端的符号可以看出，L2的上端电压极性为负，反馈回基极的电压极性为正，满足相位平衡条件，偏离F0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件，只要三极管电流放大系数B和L1与L2的匝数比合适，满足振幅条件，就能产生频率F0的振荡信号。 LC振荡电路物理模型的满足条件 ①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线)，从能量角度看没有其它形式的能向内能转化，即热损耗为零。 ②电感线圈L集中了全部电路的电感，电容器C集中了全部电路的电容，无潜布电容存在。 ③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波，是严格意义上的闭合电路，LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化，即便是电容器内产生的变化电场，线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场，向周围空间辐射电磁波。能产生大小和方向都随周期发生变化的电流叫振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。振荡电流是一种交变电流,是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。充电完毕(放电开始)：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。放电完毕(充电开始)：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的

实验五RC正弦波振荡器

实验五RC正弦波振荡器一．实验目的 1.学习文氏桥振荡器的电路结构和工作原理。 2.学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法。二．电路原理简述从电路结构上看，正弦波振荡器实质上是一个没有输入信号，但带有选频网络的正反馈放大器。它由选频网络和放大器两部分组成，选频网络由R、C串并联组成，故振荡电路称为RC振荡器，它可产生lHz--1MHz的低频信号。根据RC 电路的不同，可分为RC移项、RC串并联网络、双T选频网络等振荡器。 RC串并联网络(文氏桥)振荡器电路形式如图5—1所示。其原理为：图中的RC选频电路，若把Ui看成输入电压，把Uo看成输出电压，则只有当f=fo=1/2∏RC，Uo和Ui才能同相位。且在有效值上Uo=3Ui，对该振荡器电路而言．当电路满足振荡频率f=fo=1/2∏RC，且放大电路的放大倍数︳Au ︳>3时，就能产生一个稳定的正弦波电压Uo。图5—1 RC串并联网络振荡器原理图本实验采用两极共射极带负反馈放大器组成RC正弦波振荡器，实验电路如图5-2。电路特点：改变RC则可很方便的改变振荡频率，由于采用两级放大及引入负反馈电路，所以能很容易得到较好的正弦波振荡波形。

其中：R F1=1kΩ，R W=150kΩ，增加Rf3=1kΩ,C2=C3=0.47μF，C7=C8=0.01μF，C1=10μF/25V，C E1= C E2=47μF/25V，R E1’=R E2’=10Ω，R F2=51Ω，R C1’=R E1”=120Ω，R C2=R S= R E2”=470 Ω，R B22=1kΩ，R B21=1.5kΩ，R B1=10kΩ，T1=T2=9013，外接电阻R=2kΩ，电容C=0.01μF，三．实验设备名称数量型号 1．直流稳压电源 1台 0～30V可调 2．低频信号发生器1台 3．示波器 1台 4．晶体管毫伏表 1只 5．万用表 1只 6．反馈放大电路模块 1块 ST2002 四. 实验内容与步骤 1. RC振荡电路的调整 1）按照图5-2电路原理，选用“ST2002反馈放大电路”模块，熟悉元件安装位置，开始接线,此电路中D和0V两点不要连接，检查连接的实验电路确保无误后，在稳压电源输出为12V的前提下对实验电路供电。 2）在A，B断开（无负反馈）情况下，调整放大器静态工作点，使其Vc1=8V左右，工作点调好后断开电源然后将A，B短接（引入负反馈），按照电路原理图接上R、C电阻和电容（选频网络），连接F,I两点，组成文氏振荡器。 3）用示波器观察输出波形，若无振荡波形可调节R F1，直至输出为稳定不失真的正弦波为止。文氏振荡器的振荡频率f，满足下式fo =1/2∏RC 2.测量振荡频率及输出电压，在在E端用示波器观察输出的正弦波波形。然后用交流毫伏表测出输出电压V O 示波器上读出振荡频率的周期填入表5—1中，并与计算值相比较。 3.测量负反馈放大电路的放大倍数A vf。

RC振荡电路实验报告(特选资料)

广州大学学生实验报告院（系）名称物理与信息工程系班别姓名专业名称学号实验课程名称模拟电路实验实验项目名称 RC 串并联网络（文氏桥）振荡器实验时间实验地点实验成绩指导老师签名【实验目的】 1.进一步学习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。【实验原理】从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大器。若用R 、C 元件组成选频网络，就称为RC 振荡器，一般用来产生1Hz ～1MHz 的低频信号。 RC 串并联网络（文氏桥）振荡器电路型式如图6－1所示。振荡频率 RC 21 f O π= 起振条件 |A &|＞3 电路特点：可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。图6－1 RC 串并联网络振荡器原理图注：本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC 正弦波振荡器。【实验仪器与材料】模拟电路实验箱双踪示波器函数信号发生器交流毫伏表万用电表连接线若干

【实验内容及步骤】 1.RC 串并联选频网络振荡器（1）按图6－2组接线路图6－2 RC 串并联选频网络振荡器（2）接通RC 串并联网络，调节R f 并使电路起振，用示波器观测输出电压u O 波形，再细调节R f ，使获得满意的正弦信号，记录波形及其参数，即，测量振荡频率，周期并与计算值进行比较。（3）断开RC 串并联网络，保持R f 不变，测量放大器静态工作点，电压放大倍数。（4）断开RC 串并联网络，测量放大器静态工作点及电压放大倍数。（输入小信号：f=1KHz,峰峰值为100mV 正弦波）用毫伏表测量u i 、u 0 就可以计算出电路的放大倍数。（5）改变R 或C 值，观察振荡频率变化情况。将RC 串并联网络与放大器断开，用函数信号发生器的正弦信号注入RC 串并联网络，保持输入信号的幅度不变（约3V ），频率由低到高变化，RC 串并联网络输出幅值将随之变化，当信号源达某一频率时，RC 串并联网络的输出将达最大值（约1V 左右）。且输入、输出同相位，此时信号源频率为 2πRC 1 f f ο== 【实验数据整理与归纳】（1）静态工作点测量 U B （V ） U E （V ） U C (V) 第一级 2.48 2.96 4.66 第二级 0.84 11.51 1.01 （2）电压放大倍数测量： u i (mV) u o (V) Av 788 2.80 3.60

实验六 RC正弦波振荡器的设计及调试

实验六 RC 正弦波振荡器的设计及调试一、实验目的 1、进一步学习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、实验原理从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大电路。若用R 、C 元件组成选频网络，就称为RC 振荡器，一般用来产生1Hz ～1MHz 的低频信号。 1、RC 移相振荡器电路型式如图8.1所示，选择R ＞＞R i 。振荡频率：O f =起振条件：放大电路A 的电压放大倍数｜A ｜＞29 电路特点：简便，但选频作用差，振幅不稳，频率调节不便，一般用于频率固定且稳定性要求不高的场合。频率范围：几Hz ～数十kHz 。 2、RC 串并联网络（文氏桥）振荡器电路型式如图8.2所示。振荡频率：12O f RC p = 起振条件：|A |＞3 电路特点：可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。三、实验条件 1、12V 直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器图8.1 RC 移相振荡器原理图图8.2 RC 串并联网络振荡器原理图

4、频率计 5、直流电压表 6、3DG12×2或9013×2，电阻、电容、电位器等四、实验内容 1、RC串并联选频网络振荡器 2、双T选频网络振荡器 3、RC移相式振荡器的组装与调试五、实验步骤 1、RC串并联选频网络振荡器（1）按图8.4组接线路；（2）接通12V电源，调节电阻，使得Vce1=7-8V， Vce2=4V左右。用示波器观察图8.4 RC串并联选频网络振荡器有无振荡输出。若无输出或振荡器输出波形失真，则调节Rf以改变负反馈量至波形不失真。并测量电压放大倍数及电路静态工作点。（3）观察负反馈强弱对振荡器输出波形的影响。逐渐改变负反馈量，观察负反馈强弱程度对输出波形的影响，并同时记录观察到的波形变化情况及相应的Rf值。（4）改变R（10KΩ）值，观察振荡频率变化情况；（5）RC串并联网络幅频特性的观察。将RC串并联网络与放大电路断开，用函数信号发生器的正弦信号注入RC

LC固有频率计算公式

Q=wL\R=2πfL\R(因为w=2πf)=1/wCR=1/2πfCR 1. LC并联谐振电路最常见的应用是构成选频电路或选频放大器； 2. LC串联谐振电路最主要用来构成吸收电路，用来构成在众多频率信号中将某一频率信号进行吸收，也就是进行衰减，将某一频率信号从众多频率中去掉； 3. LC并联谐振电路还可用来构成阻波电路，即从众多频率中阻止某一频率信号通过放大器或其他电路； 4. LC并联谐振电路还可以构成移相电路，用来对信号相位进行超前或滞逅移动。 a. 无论是LC并联谐振还是LC串联谐振电路，其频率的计算公式相同，谐振频率又称固有频率，或自然频率。f0=1/(2*pi*sqrt(L1*C1)); b. 品质因数Q值——衡量LC谐振电路振荡质量的重要参数。Q=(2*pi*f0*L1)/R1,R1为线圈L1的直流电阻，L1为谐振电路中电感； ①频点分析：输入信号频率等于该电路谐振电路谐振频率时，LC并联谐振电路发生谐振，此时谐振电路的阻抗达到最大，并且为纯阻性，Z0=Q*Q*R1,Q为品质因数，R1为线圈L1的直流电阻； ②高频段分析：输入信号频率高于谐振频率f0时，LC谐振电路处于失谐状态，电路阻抗下降； ③低频段分析：输入信号频率低于谐振电路f0时，LC并联谐振电路也处于失谐状态，谐振电路的阻抗也要减小。信号频率低于谐振频率时，LC并联谐振电路的阻抗呈感性电路等效成一个电感（但不等于L1）。

1. 谐振定义：电路中L、C两组件之能量相等，当能量由电路中某一电抗组件释出时，且另一电抗组件必吸收相同之能量，即此两电抗组件间会产生一能量脉动。 2. 电路欲产生谐振，必须具备有电感器L及电容器C两组件。 3. 谐振时其所对应之频率为谐振频率(resonance)，或称共振频率，以f r表示之。 4. 串联谐振电路之条件如图1所示：当Q=Q ?I2X L = I2 X C也就是 X L =X C时，为R-L-C串联电路产生谐振之条件。图1 串联谐振电路图 5. 串联谐振电路之特性： (1) 电路阻抗最小且为纯电阻。即Z =R+jX L?jX C=R (2) 电路电流为最大。即 (3) 电路功率因子为1。即 (4) 电路平均功率最大。即P=I2R (5) 电路总虚功率为零。即Q L=Q C?Q T=Q L?Q C=0 6. 串联谐振电路之频率： (1) 公式： (2) R - L -C串联电路欲产生谐振时，可调整电源频率f 、电感器L 或电容器C 使其达到谐振频率f r，而与电阻R完全无关。 7. 串联谐振电路之质量因子： (1) 定义：电感器或电容器在谐振时产生的电抗功率与电阻器消耗的平均功率

模电实验_RC正弦波振荡器

实验六——正弦波振荡器发生器实验报告一，实验目的（1）学习运算放大器在对信号处理，变换和产生等方面的应用，为综合应用奠定基础。（2）学习用集成运算放大器组成波形发生器的工作原理。二，实验原理波形的产生是集成运算放大器的非线性应用之一。常见的波形发生器有正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器和锯齿波发生器，每一种波形的产生方法都不是唯一的。 RC正弦波振荡器。 RC桥式震荡电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。电路如图所示，选频网络由R,C元件组成，一般用来产生1Hz~1MHz的低频信号，在放大电路中引入正反馈时，会产生自激，从而产生持续振荡，由直流电变为交流电。若图中R1=R2=R，C1=C2=C，则电路的振荡频率为f0=1/2πRC。为使电路起振要求电压放大倍数Av满足Av=1+（RP+R4）/R3>3→Rp+R4>2R3。三，实验内容（1）用示波器观察Vo、Vc处的波形，记录波形并比较他们之间的相位关系。（2）用示波器测量Vo，Vc处波形的幅值和频率

（3）调节可变电阻Rp，用示波器观察输出电压Vp的变化情况。（4）当T1=T2时，测量电阻Rp的大小，将理论值与实测值进行比较。四，实验器材（1）双路直流稳压电源一台（2）函数信号发生器一台（3）示波器一台（4）万用表一台（5）集成运算放大器两片（6）电阻，电容，二极管，稳压管若干。（7）模拟电路试验箱一台。五，实验步骤 RC正弦波振荡器。 1）按图示连接号电路，检查无误后，接通±12V直流电源。 2）用示波器观察有无正弦波输出。 3）调节可变电阻Rp，使输出波形从无到有直至失真，绘制输出波形Vo，记录临界起振、正弦波输出及出现失真情况下的Rp值。 4）调节可变电阻Rp，分别测量以上三种情况下，输出电压vo和反馈电压vf的值并将结果记录到表3.4.2中，分析负反馈强弱对起振条件和输出波形的影响。 5）测量当R1=R2=10kΩ，C1=C2=0.01μF和R1=R2=10kΩ，C1=C2=0.02μF 两种情况下。输出波形的幅值和频率，计入表3.4.3中，并与理论值比较。 6）断开二极管D1，D2，重复步骤3）的内容，并将结果与步骤3）的结果进行比较。六，实验数据及结果分析 RC正弦波振荡器 1）正弦波输出如图

模电实验_RC正弦波振荡器

实验六--- 正弦波振荡器发生器实验报告一，实验目的 (1)学习运算放大器在对信号处理，变换和产生等方面的应用，为综合应用奠定基础。 (2)学习用集成运算放大器组成波形发生器的工作原理。二，实验原理波形的产生是集成运算放大器的非线性应用之一。常见的波形发生器有正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器和锯齿波发生器，每一种波形的产生方法都不是唯一的。 RC正弦波振荡器。 RC桥式震荡电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。电路如图所示，选频网络由R,C元件组成，一般用来产生1Hz~1MHz的低频信号，在放大电路中引入正反馈时，会产生自激，从而产生持续振荡，由直流电变为交流电。若图中R1=R2=R 3= C2=C则电路的振荡频率为f0=1/2 n RC为使电路起振要求电压放大倍数Av满足Av=1+ ( RP+R4 /R3>3—Rp+R4>2R3 三，实验内容 (1) 用示波器观察Vo、Vc处的波形，记录波形并比较他们之间的相位关系 (2) 用示波器测量Vo, Vc处波形的幅值和频率（3）调节可变电阻Rp,用示波器观察输出电压Vp的变化情况。

（4）当T仁T2时，测量电阻Rp的大小，将理论值与实测值进行比较四,实验器材 1）双路直流稳压电源一台 2）函数信号发生器一台 3）示波器一台 4）万用表一台 5）集成运算放大器两片 6）电阻，电容，二极管，稳压管若干 7）模拟电路试验箱一台。五，实验步骤 RC正弦波振荡器。 1）按图示连接号电路，检查无误后，接通土12V直流电源。 2）用示波器观察有无正弦波输出。 3）调节可变电阻Rp,使输出波形从无到有直至失真，绘制输出波形Vo,记录临界起振、正弦波输出及出现失真情况下的Rp值。 4）调节可变电阻Rp,分别测量以上三种情况下，输出电压vo和反馈电压vf的值并将结果记录到表3.4.2中，分析负反馈强弱对起振条件和输出波形的影响。 5）测量当R仁R2=10Q, 3= C2=0.0V F 和R仁R2=10Q, 3=。2=0.0卬F 两种情况下。输出波形的幅值和频率，计入表3.4.3中，并与理论值比较。 6）断开二极管D1, D2,重复步骤3）的内容，并将结果与步骤3）的结果进行比较。六,实验数据及结果分析 RC正弦波振荡器 1 ）正弦波输出如图

实验3 电容三点式LC振荡器

实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备 1．做本实验时应具备的知识点： ●三点式LC振荡器 ●西勒和克拉泼电路 ●电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器： ●LC振荡器模块 ●双踪示波器 ●万用表二、实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能； 3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响； 4．熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。三、实验电路基本原理 1.概述ＬＣ振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。ＬＣ振荡器是指振荡回路是由ＬＣ元件组成的。从交流等效电路可知：由ＬＣ振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈ＬＣ振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈ＬＣ振荡器或电容三点式振荡器。在几种基本高频振荡回路中，电容反馈ＬＣ振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振

荡频率可高达几百ＭＨＺ～ＧＨＺ。 2.ＬＣ振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。 3.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：Δf０／f０来表示（f０为所选择的测试频率；Δf０为振荡频率的频率误差，Δf０＝f０２－f０１；f０２和f０１为不同时刻的f０），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。 4.LC振荡器的调整和参数选择以实验采用改进型电容三点振荡电路（西勒电路）为例，交流等效电路如图3-1所示。图3-1 电容三点式LC振荡器交流等效电路 (1)静态工作点的调整合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路。

RC正弦波振荡电路设计

RC 正弦波振荡电路设计电气工程系王文川任务三 RC 正弦波振荡电路一、RC 正弦波振荡器任务描述 RC 正弦波振荡电路的描述学习目标 RC 正弦波振荡电路的认识。

一、实验目的 1、进一步学习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、实验原理从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大器。若用R、C元件组成选频网络，就称为RC 振荡器，一般用来产生1Hz～1MHz的低频信号。 1、 RC移相振荡器电路型式如图12－1所示,选择R＞＞R i。图12－1 RC移相振荡器原理图振荡频率起振条件放大器A的电压放大倍数｜｜＞29 电路特点简便，但选频作用差，振幅不稳，频率调节不便，一般用于频率固定且稳定性要求不高的场合。频率范围几赫～数十千赫。 2、 RC串并联网络（文氏桥）振荡器电路型式如图12－2所示。振荡频率起振条件 ||＞3 电路特点可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。图12－2 RC串并联网络振荡器原理图

3、双T选频网络振荡器电路型式如图12－3所示。图12－3 双T选频网络振荡器原理图振荡频率起振条件 ||＞1 电路特点选频特性好，调频困难，适于产生单一频率的振荡。注：本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC正弦波振荡器。三、实验设备与器件 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、电位器等四、实验内容 1、 RC串并联选频网络振荡器 (1)(1)按图12－4组接线路图12－4 RC串并联选频网络振荡器

交流电路及LC振荡电路

交流电路及LC 振荡电路【考纲要求】 1.熟练掌握正弦交流电产生及交流发电机的原理，能应用有效值、最大值、平均值、瞬时值、周期，频率等物理量定量描述交流电的特征。能用正弦交流电的图像描述它的变化规律。 2.掌握变压器的工作原理，并能应用变压对电压、电流、功率等作定量运算。 3.能够计算电能输送中有关输送电压、电流及电能损失数值。 4.掌握电磁振荡的产生过程及振荡周期公式。 5.了解麦克斯韦电磁理论及电磁场、电磁波的一般知识。【知识结构】【热点导析】 1.描述交流电的物理量描述交流电的物理量有电压（电流）的最大值、瞬时值、平均值、有效值、周期、频率等，其中最难理解最重要的是交流电的有效值。一直流电与一交流电分别通过相同电阻在相同时间内两者产生相等的热量，则这个直流电的数值就叫做这个交流电的有效值。有效值与对应最大值的关系为ε= 2 m ε，I= 2 m I ，U= 2 m U ，其中ε=NBS ω，I m = r R NBS +?,U m =r R R NBS +?。应注意，在交流电路中，凡是安培表和伏特表的示数、用电器的额定电压和额定电流、保险

丝的熔断电流均指交流电的有效值。与功能、功率有关的值也均用有效值来计算。非正弦交流电的有效值的计算按“定义”求得。而在计算通过导体电量时只能用交流电的平均值。 2.变压器原理中的因果关系及有关注意点理想变压器输入电压决定输出电压；变压器的输出功率决定输入功率，即有功率输出，才可能有功率输入。发电机的端电压由发电机决定。理想变压器只能改变电流、电压，而无法改变功率和频率。变压器高压线围匝数多而通过电流较小，故用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过电流较大，故用较粗的导线绕制。副线圈几组组合使用时要注意区分顺次绕向连接（U 出=U 2+U 3）如图6-12-1（A ）所示，和双向绕组连接（U 出=U 2-U 3）如图6-12-1（B ）所示。有几组副线圈分别对外供电时，电流与匝数不成反比，应按输入功率与输出功率相等计算电压和电流，即I 1U 1=I 2U 2+I 3U 3+… 常用的“口”字形铁心变压器，穿过每匝线圈的磁通量和磁通量的变化率都相同。“日”字形铁心变压器中，穿过原副线圈的磁通量及变化率不同，故不能用电压与匝数成正比解，而应根据法拉弟电磁感应定律（ε=n t ??? ）用匝数与磁通量变化率的乘积比去解。 3.远距离输电在远距离输电时，输电线上损失能量Q=I 2 R 线t 。在不能无限减小导线电阻的前提下，通常减小输电电流（当输送功率P=IU 一定时，要减小电流I 就要提高输电电压U ）来减小线路损失。输电线功率损失的计算式有P 损=I 2 R 线=（送送U P ）2R 线=线负送R U U 2)(-，而P 损=线送 R U 2为错误解。 4.LC 电磁振荡 LC 电磁振荡是利用电容器的充放电和线圈的自感作用产生振荡电流，形成电场能和磁场能的周期性转化。要正确理解电磁振荡过程中线圈中电流和线圈两端电压（即电容器两极板间电压）的变化关系，欧姆定律在此不适用，因为阻碍线圈中电流变化的是线圈中产生的自感电动势而不是电阻。I 大U 反而小。LC 振荡回路中以电容器上电量为代表的（含电容器电压、线圈中自感电动势、电场和电场能等）和电感线圈中电流为代表的（含电容器电量变化率、磁场和磁场能等）两类物理量具有完全相反的变化规律，即Q 类物理量值较大（或增大），i 类物理量值较小（或减小），反之亦然。 LC 电磁振荡过程中，i 、q 、、、U C 等变化周期均为2πLC ，而电场能、磁场能变化周期为π LC 。