正弦波振荡电路设计课程设计

正弦波振荡电路设计课程设计
正弦波振荡电路设计课程设计

课程设计任务书

学生姓名:陈翠芸专业班级:光信科1001

指导老师:刘辛工作单位:武汉理工大学理学院

题目:正弦波振荡电路设计

初始条件:直流可调稳压电源一台、示波器一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具

要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求)1、技术要求:

设计一个正弦波振荡电路,使它能输出频率一定的正弦波信号,振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%,电源电压变化±1V时,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。

2、主要任务:

(一)设计方案

(1)按照技术要求,提出自己的设计方案(多种)并进行比较;

(2)以模拟器件电路为主,设计一个正弦波振荡电路(实现方案);

(3)依据设计方案,进行预答辩;

(二)实现方案

(4)根据设计的实现方案,画出电路逻辑图和装配图;

(5)查阅资料,确定所需各元器件型号和参数;

(6)在面包板上组装电路;

(7)自拟调整测试方法,并调试电路使其达到设计指标要求;

(8)撰写设计说明书,进行答辩。

3、撰写课程设计说明书:

封面:题目,学院,专业,班级,姓名,学号,指导教师,日期

任务书

目录(自动生成)

正文:1、技术指标;2、设计方案及其比较;3、实现方案;

4、调试过程及结论;

5、心得体会;

6、参考文献

成绩评定表

时间安排:

课程设计时间:17周-18周

17周:明确任务,查阅资料,提出不同的设计方案(包括实现方案)并答辩;

18周:按照实现方案进行电路布线并调试通过;撰写课程设计说明书。

指导教师签名:年月日

系主任(或负责老师)签名:年月日

目录

1 技术指标 (3)

2 设计方案及其比较 (3)

2.1 方案一 (3)

2.2 方案二 (4)

2.3 方案三 (5)

2.4 方案比较 (5)

3 实现方案 (5)

4 调试过程及结论 (7)

5 心得体会 (9)

6. 参考文献 (11)

正弦波振荡电路设计

1 技术指标

设计一个正弦波振荡电路,使它能输出频率一定的正弦波信号,振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%,电源电压变化±1V时,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。

2 设计方案及其比较

通过查阅资料可以知道所谓的正弦波振荡电路是指一个没有输入信号,依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路。正弦波电路由放大电路,正反馈电路和选频网络组成。正弦波振荡电路的实质是放大器引正反馈的结果。

正弦波振荡电路主要有RC振荡电路,LC振荡电路和石英晶体振荡电路。本次试验中我主要设计的方案是RC正弦波振荡电路。RC正弦波振荡电路是由电阻R和电容C元件作为选频和正反馈网络的振荡器,RC作为选频网络的正弦波振荡器有桥式振荡电路,双T 网络和相移式振荡电路。

根据桥式振荡电路和相移式振荡电路的工作原理,我设计了如下三个方案。

2.1 方案一

COMPI

R1

10k

R2

10k

R3

10k

R5

10k

R4

10k

C1

1nF

C2

1nF

D1

DIODE D2

DIODE

图一 文式桥式振荡电路

本方案主要采用一个文式桥式振荡电路作为正反馈,一个由两个二极管反相并联组成

的稳幅电路作为负反馈。其中当w=w0=1/RC 时,RC 选频网络的相移为零,这样,RC 串并联选频网络送到运算放大器同向输入端的信号电压与输出电压同相。满足相位平衡条件有可能发生震荡。

2.2 方案二

U1

COMPI

U2

COMPI

C1

C2

C3

R1R2R3

R4R5

图二 RC 相移式电路

这是一个RC 相移式电路,正弦波信号发生器由反相输入比例放大器,电压跟随器和三节RC 相移网络构成。对于三节RC 电路,其最大相移可以接近于二百七十度。有可能在某一特定的频率下使其相移为一百八十度,满足相位平衡条件,合理的选取元件及元件参数,满足产生振荡条件和幅度平衡条件的电路就会产生振荡。

2.3 方案三

U1

COMPI

R1

R2

R3

R4

C1

C2

图三 RC 文式桥正弦波振荡电路

这是一个RC 文式桥正弦波振荡电路。振荡原理与方案一相似。

2.4 方案比较

主要来比较一下方案一和方案二,两种方案都1 ~ 1MHz 的低频信号。方案一采用的是RC 文式桥正弦波振荡电路,它主要由一个文式桥振荡电路和一个由两个反向并联的二极管组成的稳幅电路组成。方案二采用的是一个反相比例输入放大器和电压跟随器以及三节RC 相移网络组成的RC 相移式电路。振荡和稳幅公用一条线路。RC 文式桥电路的特点有输出幅度稳定,非线性失真比较小,频率变化易调节,输出波形比较好,但是线路相对复杂。相移式电路的线路相对简单,但是频率不易调节,输出波形也不够稳定。因此在最终的实现方案中还是选择了RC 文式桥振荡电路。

3 实现方案

最终的实现方案采用的是RC 文式桥正弦波振荡电路,电路图如下:

U1

COMPI

R1

R2R3

10k

R4C1

C2

1nF

D1

DIODE

D2

DIODE

50%

RV1

图四 实现方案

由图可见这个电路由R 1和C 1组成的振荡电路以及D1和D2反相并联组成的稳幅电路构成。振荡电路的作用是使反馈网络形成正反馈,产生振荡。稳幅电路的作用是利用了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性,加入非线性环节,从而使输出电压稳定,此时闭环电压增益为 A F =1+(R 2+RV 1)∕ R 4,通过计算可得A F 约为3;当输出电压信号较小时,二极管的工作电流较小,电路的增益较大,引起增幅振荡过程。当输出幅度达到一定程度,二极管工作电流大,动态电阻小,电路的增益下降,电路的输出电压幅值不再上升,电路为等幅度振荡,最后达到稳定幅度的目的。由此可见,通过一个振荡电路及稳幅电路,这个电路图的实现是可能的。

RV 1的作用是调节输出波形,使输出波形无非线性失真。

通过计算及联合所得到的元件的阻止或者电容大小等,我们最终采用的电容大小均为0.033uF, R 1和 R 4均为10KΩ,R 2为20KΩ,R3为15KΩ,测量RV 1可以知道它所能达到的最大的阻值是50KΩ.

以下是测试电路的布线图

图五布线图

4调试过程及结论

我们是在三十号早上进行调试的,在此之前,我们通过计算和联系手中的元件,确定了各个部分元件值的大小,并且已经连好了线路,通过多番检查,可以确定线路无误。调试的那天由于我们去的不算早,而电流源和示波器都有限,所以刚到的时候我们没有电源和示波器可用。最后采用的办法是与别人共用一个电流源进行调试。但是两个或者多个电路并联在一个电流源上是不被允许的,估计也会对电路的调试结果造成一定的影响。在最后的时候我们使用的还是独立的一台直流电流源和一台示波器。刚开始调试的时候毫无进展,示波器始终都无法显示出波形,最后检查发现我们的集成块接反了,幸好由于负端没有连上,并没有使得正负极都接反,所以集成块没有损坏。正确连接集成块以后,示波器出现不稳定的小波形,但是调节滑动变阻器波形不改变,且形状与我们预计所应该得到的

波形不同,幅度与频率都过小,通过观察知道,这个波形并不是电路的输出正弦波,而是

干扰波,也就是说我们是试验还未成功。我们再次检查了线路,发现线路并没有问题,利用万用表来测量电阻和电容及导线,发现这些也并没有损坏,由此我们怀疑是否是面包板存在问题,所以我们决定改变位置重新连一次线路。这次连线力求简单明了,少用线,以防止接触不良等问题给我们的测试造成阻碍的可能性,最终的连线图即如上面的布线图所示。检查线路无误以后重新开始试验,发现,波形仍然不能出现,或者出现的是空气中的干扰波。这时候指导试验的学长提出一个问题,即面包板横着的一排有可能是不导通的,即我们用于接地的一排可能并不等电位。我们利用万用表测电阻的部分去测试,即若是两点间导通则电阻为零,不导通则电阻无穷大来判定两点间是否是等电位的。通过测试,果然发现接地端并不等电位,我们于是用导线将不导通的地方连接起来。同时,学长指出我们的集成块的负端没有连接到接地端。出现这样的错误令我们都觉得很懊恼。改正了以上所提到的两个问题以后,我们再次进行测试。通过不断的调节,最终我们得到了比较理想的波形(如下所示),波形不失真,频率大约为450HZ,而通过计算可以知道理论上得到的输出波应该大致为483HZ,由此可见试验结果大致符合理论,而误差产生的原因是因为元件误差,如电阻阻值和标明或者是测试的不完全符合,导线存在着电阻,元器件之间接触不良。导线和面包板之间接触不良。直流电源输出不稳定,也不一定就是12V,这些问题都有可能出现,也使得正弦波并不一定没有失真。但是最终的调试结果是我们得到的最好的结果,由下图也可以看出还算比较完美,所以在老师检查以后我们最终确定试验成功。

图六波形图

5心得体会

这一次试验可以说是我们第一次做课程设计,从选题到预答辩到完成分组,连接线路,调试和写报告,时间并不完全是充分的,但是完成各个环节的任务还是绰绰有余。选题的时候我们认为这个题目比较有意义,并且大概符合我们的能力,所以就选择了它。这个课题任课老师在上课的时候并没有仔细完全的讲解过,要想理解这部分的内容,我们必须通过自己的努力再次好好的去看课本资料。预答辩之前要自己设计方案,当时并没有对于老师的“越多越好”做出更多的理解,并且由于选题的时候我们得到的题目是RC正弦波振荡电路,所以在自行设计实验方案的时候,我就局限在了RC正弦波振荡电路中进行设计,仅仅只做了桥式振荡电路和相移式振荡电路两种形式的电路。直到预答辩的时候才发现了这一问题。但是已经来不及去寻找设计其余的电路了。我选择的电路都是比较具有代表性的电路。重点还是放在了理解它的实现原理上了。所幸的是最后得到的试验方案也是RC

正弦波振荡电路,并没有使我措手不及。拿到电路图以后我们就可是兴致勃勃的连电路,

但是是第一次使用面包板,我对于它的实现原理并不了解,所以得到的电路虽然简单却还是下不了手,只能在了解了面包板的工作原理以后才开始连电路。我们总结出连电路的要点是:第一点,尽量使线路最简单,因为面包板经过多次使用可能有一些问题,导线也会因为各种原因出现问题或者是使电路出现问题,所以要使线路尽量简单,减少这些问题出现的可能性。第二点,导线剥出来连接面包板的部分应该稍稍长一点,这样才能使面包板和导线之间接触良好。第三点,导线或者说是线路要尽量避免交叠,因为交叠的部分会对输出波形产生干扰,影响实验。第四点,线路的各部分应该要比较明显易判断,这样在之后的实验中如果出现问题的话可以比较容易的检查出来,不至于浪费时间。连接好线路以后当然要注意检查,因为只有在确定线路无误之后,如果出现问题我们才能大胆的去假设。

在调试过程中我们也出现了很多问题,直到调试快要结束的时候才调出了波形,由此可见,虽然电路简单,原理也不会很难理解,但是真正在操作的时候还会有很多问题出现,我们所要做的是尽量减少这些问题出现的可能性,尽量避免某些可能出现的问题的出现。试验过程中一旦出现了问题,很容易让人心烦气躁,所以耐心仔细的去发现问题就非常重要,同时也要知道,在试验过程中可能出现的问题是多种多样的,也不一定是完全可以预知并且可以通过观察就能够发现的,所以在调试过程中如果出现问题的话我们就应该要大胆的去假设,在确定线路连接这些人力可以控制的问题不会有误以后,由小到大的去确定自己的错误假设是否正确。我认为我们在试验中不应该过早的去否定自己的线路,选择重新连接的时候要慎重,因为重新连接有可能会出现其它的问题,且浪费时间,但是在确定了其它问题出现的可能性为零或者很小时,重新连接时最好的选择,通过两次线路的对比,可以让我们更容易的去发现问题。

这次试验让我知道了,试验时建立在理论的基础上的,只有足够扎实的理论知识能够更深切的领会试验内容,更容易的发现问题,因此要想在试验中比较顺利,我们必须要学会理论知道。但是我也知道了全面深刻的理论知识并不是一切,因为在试验中出现的很多问题不是单单靠理论知识就能够解决的,我们在试验中药培养自己发现问题,应对问题,解决问题的心态和能力。这些能力的获得和培养超越一切的结果,反而结果如何并没有那么重要了。我觉得在解决问题之前出现的所有问题都不是问题,所有我们大可不必抱着烦躁的心态去面对它们。因为在之后的试验中,我们还将面对更多的问题,我们该拥有的应该是应对更多问题的能力。

学文者治人,学理者治于人,或者换成理论治人,实践治于人,我认为都不正确。就

像是这一次试验,简单的理论却伴随着并不简单的实践。因此理论并不能解决所有问题。唯有将实践和理论结合在一起,才能够所向披靡。

6参考文献

[1] 吴友宇,伍时和,凌玲。模拟电子技术基础。北京:10 清华大学出版社,2010.

[2] 刘同怀,杨基海,李东林。模拟电子线路。合肥:99 中国科技大学出版社,1999.

本科生课程设计成绩评定表

姓名陈翠芸性别女

专业、班级光信息科学与技术1001

课程设计题目:正弦波振荡电路设计

课程设计答辩或质疑记录:

成绩评定依据:

评定项目考察点分数所占比例折合分数总成绩(百分制)

方案设计及预答辩设计方案的合理性

答辩

30%

电路布线及调试电路布线的合理性

电路的调试

30%

说明书及答辩说明书撰写的规范性

答辩

40%

最终评定成绩(以优、良、中、及格、不及格评定)

正弦波振荡器设计multisim(DOC)

摘要 自激式振荡器是在无需外加激励信号的情况下,能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑,本次课程设计采用电容三点式振荡器,运用multisim软件进行仿真。根据静态工作点计算出回路的电容电感取值,得出输出频率与输出幅度有效值以达到任务书的要求。 关键词:电容三点式;振荡器;multisim;

目录 1、绪论 (1) 2、方案的确定 (2) 3、工作原理、硬件电路的设计和参数的计算 (3) 3.1 反馈振荡器的原理和分析 (3) 3.2. 电容三点式振荡单元 (4) 3.3 电路连接及其参数计算 (5) 4、总体电路设计和仿真分析 (6) 4.1组建仿真电路 (6) 4.2仿真的振荡频率和幅度 (7) 4.3误差分析 (8) 5、心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录 (10) 附录Ⅰ元器件清单 (10) 附录Ⅱ电路总图 (11)

1、绪论 振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的,只有这样才能使振荡维持 下去。选频网络则只允许某个特定频率0f能通过,使振荡器产生单一频率的输出。 振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的;一个是反馈电压 U和输入电压i U要相等,这是振幅平衡条件。二是f U和i U必须相位相同,这是相位f 平衡条件,也就是说必须保证是正反馈。一般情况下,振幅平衡条件往往容易做到,所以在判断一个振荡电路能否振荡,主要是看它的相位平衡条件是否成立。 本次课程设计我设计的是电容反馈三点式振荡器,电容三点式振荡器,也叫考毕兹振荡器,是自激振荡器的一种,这种电路的优点是输出波形好。电容三点式振荡器是由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。 本课题旨在根据已有的知识及搜集资料设计一个正弦波振荡器,要求根据给定参数设计电路,并利用multisim仿真软件进行仿真验证,达到任务书的指标要求,最后撰写课设报告。报告内容按照课设报告文档模版的要求进行,主要包括有关理论知识介绍,电路设计过程,仿真及结果分析等。 主要技术指标:输出频率9 MHz,输出幅度(有效值)≥5V。

LC正弦波振荡电路的仿真分析

摘要 振荡器的种类很多,适用的范围也不相同,但它们的基本原理都是相同的,都由放大器和选频网络组成,都要满足起振,平衡和稳定条件。然后通过所学的高频知识进行初步设计,由于受实践条件的限制,在设计好后,我利用了模拟软件进行了仿真与分析。为了学习Multisim软件的使用,以及锻炼电子仿真的能力,我选用的仿真软件是Multisim10.0版本,该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。 关键词:LC振荡回路;仿真;正弦波信号;Multisim软件;

目录 一、绪论 (1) 二、方案确定 (1) 2.1电感反馈式三端振荡器 (2) 2.2电容反馈式三端振荡器 (3) 2.3 振荡平衡条件一般表达式 (4) 2.4起振条件和稳幅原理 (4) 三、LC振荡器的基本工作原理 (4) 四、总电路设计和仿真分析 (5) 4.1软件简介 (5) 4.2 总电路设计 (7) 4.3 进行仿真 (8) 4.4 各个原件对电路的影响 (11) 五、心得体会 (12) 参考文献 (13) 附录 (14) 电路原理图 (14) 元器件清单 (14)

一、绪论 在本课程设计中,对LC正弦波振荡器的仿真分析。正弦波振荡器用来产生正弦交流信号的电路,它广泛应用于通信、电视、仪器仪表和测量等系统中。在通信方面,正弦波震荡器可以用来产生运载信息的载波和作为接收信号的变频或调解时所需要的本机振荡信号。医用电疗仪中,用高频加热。在课程设计中,学习Multisim软件的使用,以及锻炼电子仿真的能力,我选用的仿真软件是Multisim10.0版本,该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。 我利用了仿真软件对电路进行了一写的仿真分析,得到了与理论值比较相近的结果,这表明电路的原理设计是比较成功的,本次课程设计也是比较成功的。 本课程设计中要求设计的正弦波振荡器能够输出稳定正弦波信号,本设计中所涉及的仿真电路是比较简单的。但通过仿真得到的结论在实际的类似电路中有很普遍的意义。 二、方案确定 通过对高频电子线路相关知识的学习,我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路和西勒电路)等。其中互感反馈易于起振,但稳定性差,适用于低频,而电容反馈三点式振荡器稳定性好,输出波形理想,振荡频率可以做得较高。我们这里研究的主要是LC三端式振荡器。

RC正弦波振荡器电路设计及仿真

《电子设计基础》 课程报告 设计题目: RC正弦波振荡器电路设计及仿真学生班级: 学生学号: 学生姓名: 指导教师: 时间: 成绩: 西南xx大学 信息工程学院

一.设计题目及要求 RC正弦波振荡器电路设计及仿真,要求: (1)设计完成RC正弦波振荡器电路; (2)仿真出波形,并通过理论分析计算得出频率。 二.题目分析与方案选择 在通电瞬间电路中瞬间会产生变化的信号且幅值频率都不一样,它们同时进入放大网络被放大,其中必定有我们需要的信号,于是在选频网络的参与下将这个信号谐振出来,进一步送入放大网络被放大,为了防止输出幅值过大所以在电路中还有稳幅网络(如图一中的两个二极管),之后再次通过选频网络送回输入端,经过多次放大稳定的信号就可以不断循环了,由于电路中电容的存在所以高频阻抗很小,即无法实现放大,且高频在放大器中放大倍数较小。 三.主要元器件介绍 10nf电容两个;15kΩ电阻一个;10kΩ电阻三个;滑动变阻器一个;2.2k Ω电阻一个;二极管两个;运算放大器;示波器 四.电路设计及计算 电路震荡频率计算: f=1/2πRC

起振的复制条件:R f/R i>=2 其中R f=R w+R2+R3/R d 由其电路元件特性 R=10KΩ C=10nF 电路产生自激震荡,微弱的信号1/RC 经过放大,通过反馈的选频网络,使输出越来越大,最后经过电路中非线性器件的限制,使震荡幅度稳定了下来,刚开始时A v=1+R f/R i >3。 平衡时A v=3,F v=1/3(w=w0=1/RC) 五.仿真及结果分析 在multisim中进行仿真,先如图一连接好电路,运行电路,双击示波器,产生波形如下图 图2 刚开始运行电路时,输出波形如图2,几乎与X轴平行,没有波形输出。

RC正弦波振荡电路

RC正弦波振荡电路 1. 技术指标 1.1 初始条件 直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具设计、组装、调试RC正弦波振荡电路电路,使其能产生幅度稳定的低频振荡。 1.2 技术要求 设计、组装、调试RC正弦波振荡电路电路,使其能产生幅度稳定的低频振荡 2. 设计方案及其比较 2.1 方案一 RC文氏电桥振荡器:电路结构:放大电路,选频网络,正反馈网络和稳幅环节四个部分。电路如图A所示: 图A RC文氏电桥振荡器原理图 1

电路中噪声的电磁干扰就是信号来源,不过此频率信号非常微弱。这就要求振荡器在起振时做增幅振荡,既起振条件是|AF|>1。放大电路保证电路能够有从起振到动态平衡的过程,使电路获得一定幅值的输出量,本设计采用通用集成运放电路。 选频网络兼正反馈网络 RC串并联网络使电路产生单一的频率振荡,本设计要求产生500Hz的正弦波,采用RC串并联选频网络,中心频率f0=500 Hz,ω=1/RC,则f0=1/2πRC,故选取C=0.2uF,故R=1.6K另外还增加了R1和RF负反馈网络,合理的选择R1和RF可以保证环路增益大于一。 电压放大倍数A=1+(RF/R1), 因为产生振荡的最小电压放大倍数为3,所以RF>=2R1,通过仿真,我选择R1=5K,RF=20K的滑动电阻。 一开始波形失真很严重,当调到35%,就是大约7K时,出现失真很小的正弦波,测得周期为2.16ms,频率F=1000/2.16=463KH,误差较小,基本符合要求。仿真波形如下图B所示 图B RC文氏电桥振荡器仿真波形图 2

作用是使输出信号的幅值稳定,本实验采用双向并联二极管作为稳幅电路。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,加入非线性环节,从而使输出电压稳定。 2.2 方案二 RC移相振荡器 电路结构电:由反向输入比例放大器,电压跟随器,和三节RC相移网络组成。电路如图C所示: 图C RC移相振荡器原理图 电路原理:放大电路的相移为-180度,利用电压跟随器的阻抗变换作用减小放大电路输入电阻R1对RC相移网络的影响。为了满足相位平衡条件,要求反馈网络的相移为-180度,由RC电路的频率响应可知。一节RC电路的最大相移不超过正负90度,两节也不超过正负180度,而RC高通电路的频率也很低,此时输出电压已接近零,也不能满足振荡电路的相移平衡条件。对于三节RC电路,相移接近正负270度,有可能在一特定频率下满足条件,然后选取合理的器件参数,满足起振条件和振幅平衡条件,电路就会产生振荡。 起振条件:由电路的起振条件|AF|>1,经过计算可得|A|=(R2/R1)>=29时,电路产生振荡。本实验取R2=30K,R1=3K。 3

1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作

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 π21 0= 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、LM741CN 1.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:RC f π21 0= 。 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。放大电路由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路,取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。而选频网络则由Z1、Z2组成,同时兼做正反馈网络。 2正弦波发生器的工作原理 2.1正弦波振荡电路的组成 放大电路 选频网络 正反馈网络 2.1.1 RC 选频网络

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

实训报告正弦波振荡器设计multisim

实训报告正弦波振荡器设计multisim

高频电路(实训)报告 项目:正弦波振荡器仿真设计班级:级应电2班 姓名:周杰 学号: 14052 2 摘要

自激式振荡器是在无需外加激励信号的情况下,能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑,本次课程设计采用电容三点式振荡器,运用multisim软件进行仿真。根据静态工作点计算出回路的电容电感取值,得出输出频率与输出幅度有效值以达到任务书的要求。 关键词:电容三点式;振荡器;multisim;

目录 1、绪论.................................................................................... 错误!未定义书签。 2、方案的确定 ........................................................................ 错误!未定义书签。 3、工作原理、硬件电路的设计和参数的计算 ..................... 错误!未定义书签。 3.1 反馈振荡器的原理和分析.............................................. 错误!未定义书签。 3.2. 电容三点式振荡单元 .................................................... 错误!未定义书签。 3.3 电路连接及其参数计算 ................................................. 错误!未定义书签。 4、总体电路设计和仿真分析................................................. 错误!未定义书签。 4.1组建仿真电路................................................................. 错误!未定义书签。 4.2仿真的振荡频率和幅度 ................................................. 错误!未定义书签。 5、参数调整对比/结论........................................................... 错误!未定义书签。附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。附录Ⅰ元器件清单 .................................................................. 错误!未定义书签。附录Ⅱ电路总图 ...................................................................... 错误!未定义书签。

实验五-三点正弦振荡电路

三点式正弦波振荡器 一、实验目的 1、掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理,起振条件,振荡电路设计及电路参数计算。 2、通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。 3、研究外界条件(温度、电源电压、负载变化)对振荡器频率稳定度的影响。 二、实验内容 1、熟悉振荡器模块各元件及其作用。 2、进行LC振荡器波段工作研究。 3、研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。 4、测试LC振荡器的频率稳定度。 三、实验仪器 1、模块3 1块 2、频率计模块1块 3、双踪示波器1台 4、万用表1块 四、基本原理 将开关S1 的1 拨下2 拨上,S2 全部断开,由晶体管N1 和C3、C10、C11、C4、CC1、L1 构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器,电容CCI 可用来改变振荡频率。

振荡器的频率约为4.5MHz(计算振荡频率可调范围) 振荡电路反馈系数 振荡器输出通过耦合电容C5(10P)加到由N2组成的射极跟随器的输入端,因C5容量很小,再加上射随器的输入阻抗很高,可以减小负载对振荡器的影响。射随器输出信号经N3调谐放大,再经变压器耦合从P1输出。 五、实验步骤 1、根据图5-1在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。 2、研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。 1)将开关S1拨为“01”,S2拨为“00”,构成LC振荡器。 2)改变上偏置电位器W1,记下N1发射极电流Ieo(=Ve/R11 ,R11=1K)(将万用表红表笔接TP2,黑表笔接地测量VE),并用示波测量对应点TP4的振荡幅度VP-P,填于表5-1中,分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系。 表5-1 分析思路:静态电流ICQ会影响晶体管跨导gm,而放大倍数和gm是有关系的。在饱和状态下(ICQ过大),管子电压增益AV会下降,一般取ICQ=(1~5mA)为宜。 3、测量振荡器输出频率范围 将频率计接于P1处,改变CC1,用示波器从TP8观察波形及输出频率的变化情况,记录最高频 六、实验报告

基于Multisim的RC正弦波振荡电路仿真分析

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/a012116969.html, 基于Multisim的RC正弦波振荡电路仿真分析 作者:李咏红 来源:《数字技术与应用》2012年第11期 摘要:采用Multisim10为工作平台对RC桥式正弦波振荡电路进行了仿真分析,讨论起振条件、稳幅环节,并通过仿真示波器观察了起振过程和振荡波形,仿真的结果与理论分析结果一致,说明将Multisim软件应用在电子技术教学中,可使教学更生动形象,利于学生对抽象原理的理解,提高课堂理论教学的教学质量。 关键词:Multisim RC桥式振荡电路仿真分析 中图分类号:TN752 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2012)11-0206-02 振荡电路是在无外加输入信号的情况下,能自动产生一定波形、一定频率和振幅的交流信号的一类电路,按振荡波形可分为正弦波振荡电路和非正弦波振荡电路两大类[1]。正弦波振 荡电路是一种基本的电子电路,广泛应用于量测、遥控、通讯、自动控制、热处理和超声波电焊等加工设备之中,也作为模拟电子电路的测试信号[2]。无论对于哪种振荡电路,用传统方 法精确分析起振、振幅、振荡频率的大小都是十分困难的,而用Multisim软件则可灵活方便的进行仿真分析。下面用Multisim软件对RC桥式正弦波振荡电路进行仿真分析[3]。 1、Multisim软件的特点 随着计算机的飞速发展,以EDA技术已经成为电子学领域的重要学科。EDA工具摒弃了靠硬件调试来达到设计目标的繁琐过程,实现了硬件设计软件化。NI Multisim10是美国国家仪器公司推出的Multisim最新版本。 NI Multisim10为用户提供了一个集成一体化的设计实验环境,建立电路、仿真分析和结果输出在一个集成菜单中可以全部完成,仿真手段切合实际,元器件和仪器与实际情况非常接近。NI Multisim10元件库中不仅有数千种电路元器件、虚拟测试仪器可供选用,而且与较常用的电路分析软件PSPICE提供的元器件完全兼容。Multisim还提供了丰富的分析功能,可对模拟电路或数字电路分别进行仿真,也可进行数模混合仿真,尤其是新增了射频(RF) 电路的仿真功能;因此功能强大的Multisim仿真软件非常适合电子类课程的教学和实验[4、5]。 2、RC正弦波振荡电路仿真分析 2.1创建仿真电路图

RC正弦波振荡电路设计

题目:RC正弦波振荡电路的设计校名:福州大学至诚学院 年级班级: 姓名: 学号:210992 指导教师:

目录 一、RC正弦波振荡电路原理 (1) 二、设计指导要求 (2) 三、RC正弦振荡电路图 (2) 四、参数计算 (3) 五、安装调试 (4) 六、设计结论 (5) 七、心得体会 (6) 八、参考文献 (6)

一、RC正弦波振荡电路原理 采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路,它使用于低频振荡,一般用于产生1HZ~1MHZ的低频信号。常用的RC振荡电路有RC桥式振荡电路和RC移相式振荡电路。 RC桥式振荡电路 RC桥式振荡电路如图所示,RC串并联网络接在运算放大器的输出端和同相端构成了带有选频作用的正反馈电路,另外、Rf、R1接在运算放大器的输出端与反相端之间,与集成运放一起构成负反馈放大电路。 对于负反馈放大电路,输入信号由同相端输入,根据虚短,虚断可求

得负反馈带你呀放大倍数 振幅起振条件: 二、设计指导要求 要求:设计一个振荡频率f=500HZ的RC正弦波振荡电路。 内容要求:1、设计报告,元器件清单 2、组装,调整RC正弦振荡电路,使电路产生振荡输出。 3、当输出波形稳定且不失真时,测出输出电压的频率和 幅值,检验电路是否满足设计指标。若不满足,调整设计参数。 4、若要求输出500HZ的方波,余姚增加哪些元件予以实 现? 三、RC正弦振荡电路

集成运放 四、参数计算 令 R1=R2=R , C1=C2=C f0=1 / 2πRC 取 R=16K ,f0=500HZ

C=1 / 2πRf0 =0.02 uf 取标准电容 0.022uf R F≥2.1 R3 R=R3∥R F R3=3.1R/2.1≈24K R F= R f∥rd+Rp rd=10K 二极管取IN4007 R f=10K R p=68K 五、安装调试

高频正弦波振荡器地设计

农林大学学院 课程设计报告 课程名称:数字信号处理课程设计 课程设计题目:高频正弦波振荡器设计与仿真姓名: 系:计算机系 专业:电子信息工程 年级: 学号: 指导教师: 职称: 2015年12月30日

高频正弦波振荡器的设计 目录 目录 (1) 摘要: (2) 一、设计要求 (3) 二、总体方案设计 (3) 三、工作原理说明 (3) 1、振荡器概念 (3) 2、静态工作点的确定 (4) 3、振荡器的起振检查 (4) 4、高频功率放大器 (5) 5、电路设计原理框图如图1所示。 (5) 四、电路设计 (6) 1、正弦波振荡器的设计 (6) 2、高频功率放大器的设计 (9) 五、性能的测试 (11) 1振荡器振荡频率为2MHz (11) 2振荡器振荡频率为4MHz (11) 3高频功率放大器电路 (12) 4输出功率 (13) 六、结论、性价比 (13) 七、课设体会及合理化建议 (14) 八、参考文献 (14)

摘要: 本次课程设计通过对课本知识的运用,简单介绍了高频正弦波振荡器的设计方法,主要应用LC振荡电路产生正弦波,再经高频功率放大器进行功率放大,并用仿真软件进行仿真,以及对其性能进行测试,经过反复的调试最终得到满足课题要求的电路。 关键词:正弦波;振荡器;高频功率放大器。

一、设计要求 设计要求: 1. 选择合适的高频正弦波振荡器形式; 2. 从理论上分析振荡器的各个参数及起振条件; 3. 设计高频振荡器,选取电路各元件参数,使其满足起振条件及振幅条件。 主要技术指标:电源电压12V,工作频率2M-4MHz,输出电压1V,频率稳定度较高。 二、总体方案设计 该课程设计主要涉及了振荡器的相关容还有高频功率放大器的容,正弦波振荡器非常具有实用价值,通过该课题的研究,可以加深对振荡器以及丙类高频功率放大器的了解。 三、工作原理说明 1、振荡器概念 振荡器主要分为RC,LC振荡器和晶体振荡器。其中电容器和电感器组成的LC回路,通过电场能和磁场能的相互转换产程自由振荡。要维持振荡还要有具有正反馈的放大电路,LC振荡器又分为变压器耦合式和三点式振荡器,现在很多应用石英晶体的石英晶体振荡器,还有用集成运放组成的LC振荡器。 振荡器的作用主要是将直流电变交流电.它有很多用途.在无线电广播和通信设备中产生电磁波.在微机中产生时钟信号.在稳压电路中产生高频交流电.。 题目要求产生高频正弦波,所以选用电容三点式电路,进一步考虑从而选用并联改进型电容三点式振荡器(西勒电路),因为它具有输出波形不易失

正弦波振荡电路设计

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导老师:刘辛工作单位:武汉理工大学理学院 题目:正弦波振荡电路设计 初始条件:直流可调稳压电源一台、示波器一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求)1、技术要求: 设计一个正弦波振荡电路,使它能输出频率一定的正弦波信号,振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%,电源电压变化±1V时,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。 2、主要任务: (一)设计方案 (1)按照技术要求,提出自己的设计方案(多种)并进行比较; (2)以模拟器件电路为主,设计一个正弦波振荡电路(实现方案); (3)依据设计方案,进行预答辩; (二)实现方案 (4)根据设计的实现方案,画出电路逻辑图和装配图; (5)查阅资料,确定所需各元器件型号和参数; (6)在面包板上组装电路; (7)自拟调整测试方法,并调试电路使其达到设计指标要求; (8)撰写设计说明书,进行答辩。 3、撰写课程设计说明书: 封面:题目,学院,专业,班级,姓名,学号,指导教师,日期 任务书 目录(自动生成) 正文:1、技术指标;2、设计方案及其比较;3、实现方案; 4、调试过程及结论; 5、心得体会; 6、参考文献 成绩评定表 时间安排: 课程设计时间:17周-18周 17周:明确任务,查阅资料,提出不同的设计方案(包括实现方案)并答辩; 18周:按照实现方案进行电路布线并调试通过;撰写课程设计说明书。 指导教师签名:年月日 系主任(或负责老师)签名:年月日

正弦波振荡电路 1.技术指标 1.1初始条件 直流可调稳压电源一台、示波器一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、 镊子等必备工具。 1.2技术要求 设计一个正弦波振荡电路,使它能输出频率一定的正弦波信号,振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%,电源电压变化±1V时,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。 1.3正弦波振荡电路原理 正弦波振荡电路是一个没有输入信号,依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路。正弦波振荡电路也称为正弦波振荡器,其实质是放大器引正反馈的结果。正弦波振荡电路一般由放大电路、选频网络、正反馈电路、稳幅环节四部分组成。选频网络通常不是独立存在,有时和正反馈网络合二为一,有时和放大电路合二为一。其基本原理如下:在直流电源闭合的瞬间,频率丰富的干扰信号串入振荡电路的输入端,经过放大后出现在电路的输出端,但是由于幅值很小而频率又杂,不是所要求的信号。此信号再经过选频及正反馈网络把某一频率信号筛选出来(而其他信号被抑制),再送回放大电路的输入端,整个电路的回路增益应略大于1,这样不断循环放大,得到失真的输出信号,最后经稳幅环节可输出一个频率固定、幅值稳定的正弦波信号。 总的来说,正弦波振荡电路大致作用过程如图1所示: 图1 正弦波振荡电路作用过程 2.设计方案及其比较 正弦波振荡电路的类型根据选频网络的组成元件可大致分为RC正弦波振荡电路、LC

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:126O f RC 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 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。 实验现象Rf值V o波形 停振 起振 幅值增加 波形失真 (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=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)

正弦波振荡器的设计

第一章 设计内容 第一节:设计题目:正弦波振荡电路的设计与实现 第二节:设计指标 振荡频率: f=7MHZ ; 频率稳定度:小时/105/30-?≤?f f ; 电源电压:V=12V ; 波形质量 较好; 第三节: 方案设计与选择 LC 振荡器的电路种类比较多,根据不同的反馈方式,又可分为互感反馈振荡器,电感反馈三点式振荡器,电容反馈三点式振荡器,其中互感反馈易于起振,但稳定性差,适用于低频,而电容反馈三点式振荡器稳定性好,输出波形理想,振荡频率可以做得较高。 所以选择电容反馈三点式振荡器是不容置疑的,而电容反馈三点式振荡器又分为考毕兹振荡器,克拉波振荡器,西勒振荡器。本次课程设计我们选择考毕兹振荡器,因为此振荡电路适用于较高的工作频率。 第二章 设计原理 第一节 自激振荡的工作原理 正弦波振荡器:一种不需外加信号作用,能够输出不同频率正弦信号的自激振荡电路。 LC 回路中的自由振荡如图1(a)所示。 自由振荡——电容通过电感充放电,电路进行电能和磁能的转换过程。 阻尼振荡——因损耗等效电阻R 将电能转换成热能而消耗的减幅振荡。图1(b)所示。

等幅振荡——利用电源对电容充电,补充电容对电感放电的振荡过程,图1(c) 所示。这种等幅正弦波振荡的频率称为LC 回路的固有频率,即 LC f π= 210 图1 LC 回路中的电振荡 一、自激振荡的条件 振荡电路如图2所示。 振荡条件:相位平衡条件和振幅平衡条件。 1.相位平衡条件 反馈信号的相位与输入信号相位相同,即为正反馈,相位差是180?的偶数倍,即 ?=2n π 。其中,? 为vf 与vi 的相位差,n 是整数。vi 、vo 、vf 的相互关系参见图3。 2.振幅平衡条件 反馈信号幅度与原输入信号幅度相等。即 AVF=1 图2 变调谐放大器为振荡器 图3 自激振荡器方框图 二、自激振荡建立过程 自激振荡器:在图2中,去掉信号源,把开关S 和点“2”相连所组成的电路。

文氏桥振荡电路(multisim仿真)

高频电子线路课程设计 题目: 院(系、部): 学生姓名: 指导教师: 年月日 河北科技师范学院教务处制

摘要 无论是从数学意义上还是从实际的意义上,正弦波都是最基本的波形之一——在数学上,任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲,它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。在运算放大电路中,最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。 本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。文氏桥振荡电路由两部分组成:即放大电路和选频网络。由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路,取其输入电阻高、输出电阻低的特点。经测试,该发生器能产生频率为100-1000Hz的正弦波,且能在较小的误差范围内将振幅限制在2.5V以内。 关键词:正弦波;振荡器;文氏电桥

目录 摘要.................................................... 错误!未定义书签。1设计任务及要求. (9) 1.1.................................................................................................... 错误!未定义书签。 1.2 ***............................................................................................ 错误!未定义书签。 2 方案论证 (10) 3 单元电路设计 (11) 4 电路原理图及PCB版图 (11) 5 总结................................................... 错误!未定义书签。附录及参考文献........................................... 错误!未定义书签。

RC正弦波振荡器设计

四、RC正弦波振荡器设计(一)设计目的 1、进一步理解用集成运放构成的正弦波发生器的工作原理。 2、学习振荡器的调整和主要性能指标的测试方法。 (二)基础知识与能力层次要求 1、课程涉及课程 模拟电路 2、能力层次要求(四项中之一) (1)电子电路基础应用能力(基础)(第一级):√ (2)电类专业综合实践能力(综合)(第二级): (3)电类专业工程设计能力(设计)(第三级): (4)研究与创新设计能力(创新)(第四级): 3、指导教师 周妮、向腊 (三)设计技术指标与要求 1、设计要求 可以产生正弦波,频率范围为10Hz~100kHz,输出电压可调,带载能力强,波形尽量不失真。设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限,还可以进一步测出其输出电压 的范围。 2、项目仪器、设备 信号发生器,双踪示波器,直流稳压电源,万用表,交流毫伏表,焊接工具,设计电 路所需的元器件,电路仿真软件等 (四)项目原理 1、基本原理 RC桥式正弦波振荡器(文氏电桥振荡器) 图4.1为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络, R、R、R及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器R,可以改变负WW21反馈深度,以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D、D正向电阻21的非线性特性来 实现稳幅。D、D采用硅管(温度稳定性好),且要求特性匹配,才能保证21输出波形正、负半 周对称。R的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。31f?电路的振荡频率O RC2πR f??1A≥3 起振的幅值条件f R1式中R=R+R+(R/ r),r 二极管正向导通电阻。—DD3 2Wf 调整反馈电阻R(调R),使电路起振,且波形失真最小。如不能起振,则说明负反Wf馈太强, 应适当加大R。如波形失真严重,则应适当减小R。ff改变选频网络的参数C或R,即可调节 振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换,而调节R作量程内的频率细调。

LC正弦波振荡电路的仿真分析—课程设计

摘要 本文主要叙述的是LC正弦波振荡电路的仿真分析的设计。自激振荡器我们所学中有电容三点式振荡器,电感三点式振荡器。通过对比我们选择电容三点式振荡器。线路简单、易起振、电容三点式振荡器的频率调节范围一般比电感三点式频率调节范围小、输出波形好。电容三点式振荡器都放大器和选频网络组成,都要满足起振,平衡和稳定条件。设计之后用mulsitim进行仿真,进行分析。 关键词:LC正弦波振荡电路;电容三点式振荡电路;正弦波信号

目录 1、绪论 (1) 2、方案的确定 (1) 2.1振荡电路的设计 (1) 3、工作原理、硬件电路的设计或参数的计算 (3) 3.1电容三点式振荡器 (3) 3.1.1 振荡平衡条件一般表达式 (3) 3.1.2 参数设计 (4) 3.2 LC正弦波振荡电路的工作原理 (4) 3.3 LC振荡器的振荡条件 (5) 3.3.1相位的平衡条件 (5) 3.3.2振幅平衡条件 (5) 4、总体电路设计和仿真分析 (5) 4.1总体电路设计 (5) 4.2仿真分析 (6) 4.3调试过程 (8) 5、心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录 (11) 元器件清单 (11)

1、绪论 LC正弦波振荡电路使用非常广泛。在日常生活中我们也离不开LC正弦波振荡电路电路的应用。例如无线电的收发设备,各种开关电源。它广泛应用于通信、电视、仪器仪表和测量等系统中。在通信方面,正弦波震荡器可以用来产生运载信息的载波和作为接收信号的变频或调解时所需要的本机振荡信号。 本课程设计中要求设计的正弦波振荡器能够输出稳定正弦波信号,本设计中所涉及的仿真电路是比较简单的。但通过仿真得到的结论在实际的类似电路中有很普遍的意义。 2、方案的确定 如图2.1所示为方案框图。 图2.1振荡器方案框图 2.1振荡电路的设计 方案一:电容三点式振荡电路。如图2.2所示。 图2.2 电容三点式振荡电路

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