采用运算放大器构成的桥式正弦波振荡器电路
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 π210=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、LM741CN1．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：RCf π210=。
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。
模拟电子技术试卷及答案
模拟试卷一一、填空 分．半导体二极管的主要特性是 。
．三极管工作在放大区时，发射结为 偏置，集电结为偏置；工作在饱和区时发射结为 偏置，集电结为 偏置。
．当输入信号频率为 和 时，放大倍数的幅值约下降为中频时的 倍，或者是下降了 ，此时与中频时相比，放大倍数的附加相移约为。
．为提高放大电路输入电阻应引入 反馈；为降低放大电路输出电阻，应引入 反馈。
．乙类功率放大电路中，功放晶体管静态电流 、静态时的电源功耗 。
这类功放的能量转换效率在理想情况下，可达到 ，但这种功放有 失真。
．在串联型稳压电路中，引入了 负反馈；为了正常稳压，调整管必须工作在 区域。
二、选择正确答案填空 分．在某放大电路中，测的三极管三个电极的静态电位分别为 ， ， ，则这只三极管是 。
． 型硅管 ． 型锗管 ． 型硅管 ． 型锗管 ．某场效应管的转移特性如图１所示，该管为 。
． 沟道增强型 管． 沟道结型场效应管． 沟道增强型 管． 沟道耗尽型 管．在图示 差分放大电路中，若 ，则电路的 。
．差模输入电压为 ，共模输入电压为 。
．差模输入电压为 ，共模输入电压为 。
．差模输入电压为 ，共模输入电压为 。
．差模输入电压为 ，共模输入电压为 。
．通用型集成运放的输入级采用差动放大电路，这是因为它的 。
．输入电阻高 ．输出电阻低 ．共模抑制比大 ．电压放大倍数大．在图示电路中 为其输入电阻， 为常数，为使下限频率 降低，应 。
．减小 ，减小 ．减小 ，增大．增大 ，减小 ．增大 ，增大．如图所示复合管，已知 的 ， 的 ，则复合后的 约为 。
． ． ． ．． 桥式正弦波振荡电路由两部分电路组成 即 串并联选频网络和 。
．基本共射放大电路 ．基本共集放大电路．反相比例运算电路 ．同相比例运算电路．已知某电路输入电压和输出电压的波形如图所示，该电路可能是 。
．积分运算电路 ．微分运算电路 ．过零比较器 ．滞回比较器三、两级放大电路如图所示，已知三极管的参数： 的 、 ， 的 、 ，电容 、 、 在交流通路中可视为短路。
运算放大器构成的全波整流电路
运算放大器构成的全波整流电路
全波整流电路是一种将交流信号转换为直流信号的电路。
其中一种常见的实现方式是使用运算放大器构成的电路。
运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的放大器，可以用于信号放大、滤波和运算等应用。
在全波整流电路中，运算放大器的反向输入端连接一个正弦波信号源，正向输入端连接一个由两个二极管和两个电阻组成的桥式整流器。
当正弦波信号为正时，二极管D1导通，D2截止，输出为正；当正弦波信号为负时，D2导通，D1截止，输出为负。
通过这种方式，可以将正弦波信号转换为全为正的直流信号。
为了平滑输出信号，需要在输出端接入一个电容器。
电容器的容值越大，输出信号的波动越小，但响应时间也会变慢。
因此需要根据具体应用要求选择合适的电容器。
全波整流电路可以应用于电源电路、传感器信号采集和模拟信号处理等领域。
- 1 -。
毕业设计169邵阳学院基于模拟电路的波形发生器设计
前言波形发生器是一种常用的信号源，广泛用于科学研究、生产实践和教学实践等领域。
如设计和测试、汽车制造、生物医药、传感器仿真、制造模型等。
传统的信号发生器采用模拟电子技术，由分立元件构成振荡电路和整形电路，产生各种波形。
它在电子信息、通信、工业等领域曾发挥了很大的作用。
但是采用这种技术的波形发生器电路结构复杂、体积庞大、稳定度和准确度较差，而且仅能产生正弦波、方波、三角波等几种简单波形，难以产生较为复杂的波形信号。
随着微处理器性能的提高，出现了由微处理器、D/A以及相关硬件、软件构成的波形发生器。
它扩展了波形发生器的功能，产生的波形也比以往复杂。
实质上它采用了软件控制，利用微处理器控制D/A,就可以得到各种简单波形。
但由于微处理器的速度限制，这种方式的波形发生器分辨率较低，频率切换速度较慢。
从2007年2月到2007年4月，在系统研究国内外波形发生器的基础上提出了基于Matlab和FPGA技术的波形发生器，在FPGA内开辟高速存储器ROM做查询表，通过Matlab获得波形数据存入ROM中，波形数据不断地，有序地从ROM 中送到高速D/A转换器对存储器的波形数据进行转换。
因此只要改变FPGA中查找表数据就可以产生任意波形，因此该研究方法可以产生任意波形。
随着我国四个现代化和经济发展，我国在科技和生产各领域都取得了飞速的发展和进步，同时这也对相应的测试仪器和测试手段提出了更高的要求，而波形发生器已成为测试仪器中至关重要的一类，因此在国内发展波形发生器具有重大意义和实际价值。
例如，它能模拟编码雷达信号、潜水艇特征信号、磁盘数据信号、机械振动瞬变过程、电视信号以及神经脉冲之类的波形，也能重演由数字示波器捕获的波形等。
在本次设计中，我通过Matlab获取了波形数据，在FPGA中开辟了ROM区域，在MaxplusⅡ开发平台上，实现了电路的VHDL硬件描述和仿真，电路功能在EDA平台上得到了验证，但由于我的能力和水平有限，论文中肯定会有不妥之处和错误，恳请老师和同学提出批评和改进意见，在此表示由衷的感谢。
电子技术实验报告—实验9集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器
电子技术实验报告实验名称：集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：实验报告完成日期：目录一、实验目的 (3)二、实验原理 (3)1、产生自激振荡的条件 (3)2、RC 串-并联网络的选频特性 (4)3、自动稳幅 (5)三、实验仪器 (6)四、实验内容 (7)1、电路分析及参数计算 (7)2、振荡器参数测试 (8)3、振幅平衡条件的验证 (9)4、观察自动稳幅电路作用 (10)五、误差分析 (10)六、实验心得 (11)一、实验目的1、掌握产生自激振荡的振幅平衡条件和相位平衡条件。
2、了解文氏电桥振荡器的工作原理及起振条件和稳幅原理。
二、实验原理1、产生自激振荡的条件所谓振荡器是指在接通电源后，能自动产生所需的信号的电路，如多谐振荡器、正弦波振荡器等。
当放大器引入正反馈时，电路可能产生自激振荡，因此，一般振荡器都由放大器和正反馈网络组成。
其框图如图1 所示。
振荡器产生自激震荡必须满足两个基本条件：（1）振幅平衡条件：反馈信号的振幅应该等于输入信号的振幅，即：V F = V i或|AF| = 1（2）相位平衡条件：反馈信号与输入信号应同相位，其相位差应为：Ф= ФA + ФF = ±2nπ（n = 0、1、2……）为了振荡器容易起振，要求|AF|>1，即：电源接通时，反馈信号应大于输入信号，电路才能振荡，而当振荡器起振后，电路应能自动调节使反馈信号的振幅应该等于输入信号的幅度，这种自动调节功能称为稳幅功能。
电路振荡产生的信号为矩形波信号，这种信号包含着多种谐波分量，故也称为多谐振荡器。
为了获得单一频率的正弦信号，要求在正反馈网络具有选频特性，以便从多谐信号中选取所需的正弦信号。
本实验采用RC 串-并联网络作为正反馈的选频网络，其与负反馈的稳幅电路构成一个四臂电桥，如图3 所示，故又称为文氏电桥振荡器。
2、RC 串-并联网络的选频特性RC 串-并联网络如图2（a ）所示，其电压传输系数为：2()1122F +=12R1211(1)(21)122R2112R VF jwR c R c VO R j wc R jwc jwR c c wc R ++==+++++-（）当R1= R2= R ， C1= C2= C 时，则上式为：1()13()F j wRc wRc +=+-若令上式虚部为零,即得到谐振频率f o 为：1fo=2RC π 当f=f o 时，传输系数最大，且相移为0，即：F max =1/3，φF =0传输系数 F 的幅频特性和相频特性如图2（b ）（c ）所示。
1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作
目录1．系统基本方案 (3)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (3)1.2. 运算放大器的选择 (4)1.3最终的方案选择 (4)2正弦波发生器的工作原理 (5)2.1正弦波振荡电路的组成 (5)2.1.1 RC选频网络 (5)2.1.2放大电路 (8)2.1.3正反馈网络 (9)2.2产生正弦波振荡的条件 (9)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (9)3．系统仿真 (10)4．结论 (11)页脚内容0 (14) (14)页脚内容1 (15)参考文献： (15)附录 (16)页脚内容2页脚内容31KHZ 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RCf π210=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、LM741CN1．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。
页脚内容4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：RCf π210=。
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。
利用运放实现正弦波振荡器
实验现象分析(续）
四、振荡频率与理论值有较大误差，原因分析：
选频电路元件理论值与实际值存在误差，有时会超过10%；
晶体管放大器的输入阻抗不满足无穷的理想条件，
影响了选频回路的参数引起误差。
五、放大器放大倍数过大或偏小，原因分析：
振荡输出观察有误，应保证在输出波形最大而不失真时 来测定放大倍数。 输出失真则放大倍数偏大，输出波形不是最大，则结果 与理论值偏小。
R2=R1 Z2
C2=C1
1.6k
0.1
Re1
Rb3
Re2
Ce2
1k
10k
1k
47
图1
RC桥式振荡器电原理图
反馈网络
放大器
实验原理—振荡条件
1 A 维持自激振荡的条件： F
放大器的传输 振荡器的反馈网络传输系数，A F 系数 1 A 振幅平衡条件： F
相位平衡条件： A F 2n，n 0， 1， 2， 3,
7、利用运放实现正弦波振荡器，重做3~6步的内容。
实验结果与分析
静态工作点测试结果：
晶体管 Q1 Q2 Uc（V） 7.64 6.31 Ue（V） 3.74 3.11 Ic（mA） 3.82 3.16 Ie（mA） 3.74 3.11
反馈电阻RF对输出波形的影响：
当RF很小时，输出端几乎没有波形，逐渐增大RF， 到某一特定的RF时，波形很快出现，并且波的振幅由 小变大非常快，然后就开始失真，所以，只有很小范 围内的RF才能得到较好的输出波形。
F Z2 jRC 1 ( 0 1 RC ) 2 2 2 Z1 Z 2 1 R C j3RC 3 j 0 0
实验十集成运放在信号产生电路中的应用——正弦波发生器
实验十 集成运放在信号产生电路中的应用——正弦波发生器用集成运算放大器所构成的正弦波振荡电路，有RC 桥式振荡电路、RC 移相振荡电路，正交式正弦波振荡电路和RC 双T 振荡电路等多种形式。
本实验介绍常的用RC 桥式振荡电路的设计方法，并通过实验掌握其调试技能。
[实验目的]1．了解正弦波发生器特性及工作原理。
2．学会用集成运放设计正弦波发生器的方法。
3．学会测量RC 串并联选频网络特性和频率的测试方法。
4．掌握运放在信号发生器中的应用，培养实验者设计、调试、测量和排除故障等能力。
[实验仪器及元器件]THM-2型模拟电路实验箱， DF2173B 交流电压表，500型万用表，DT9208型数字万用表，XJ4318型双踪示波器，集成电路（A μ741、LM324各1只），二极管（IN4148×2只）,电阻（色环电阻）、无极电容若干，各种信号线、导线。
[预习要求]1．复习RC 文氏电桥振荡器工作原理和用示波器测量频率、相位方法。
2．按实验要求，根据实验电路确定振荡电路R 和C 的值。
[实验说明]正弦波发生器是由基本放大器和反馈网络组成的正反馈系统，要保证其维持振荡，必须满足其振幅和相位条件，即：1F A F A V v V V ==⋅••π=ϕ+ϕn 2f a （n=0，1，2，…）图3-21为RC 文氏电桥振荡器，图3-22是实用电路。
其组成包括：基本放大器、正反馈网络、选频网络和稳幅电路。
图中R 、C 组成RC 串并联网络即是选频网络，又是正反馈网络，振荡频率取决于R 、C 的值，即 f 0=1/2πRC 。
稳幅是由反相端引入串联电压负反馈，即可改善电路特性，又起稳幅作用，其中二极管D 是关键元件，利用其非线性特性，随输出电压变化自动调整反馈深度，以便电路起振，而后维持振荡恒定。
为了保证正反馈（相位平衡条件）信号由同相端输入，因选频网络传输系数为1/3，所以A vf 应略大于3，即可满足振幅平衡条件。
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实验现象分析(续）
四、振荡频率与理论值有较大误差，原因分析：
选频电路元件理论值与实际值存在误差，有时会超过10%；
晶体管放大器的输入阻抗不满足无穷的理想条件，
影响了选频回路的参数引起误差。
五、放大器放大倍数过大或偏小，原因分析：
振荡输出观察有误，应保证在输出波形最大而不失真时 来测定放大倍数。 输出失真则放大倍数偏大，输出波形不是最大，则结果 与理论值偏小。
实验结果与分析
静态工作点测试结果：
晶体管 Q1 Q2 Uc（V） 7.64 6.31 Ue（V） 3.74 3.11 Ic（mA） 3.82 3.16 Ie（mA） 3.74 3.11
反馈电阻RF对输出波形的影响：
当RF很小时，输出端几乎没有波形，逐渐增大RF， 到某一特定的RF时，波形很快出现，并且波的振幅由 小变大非常快，然后就开始Байду номын сангаас真，所以，只有很小范 围内的RF才能得到较好的输出波形。
R2=R1 Z2
C2=C1
1.6k
0.1
Re1
Rb3
Re2
Ce2
1k
10k
1k
47
图1
RC桥式振荡器电原理图
反馈网络
放大器
实验原理—振荡条件
1 A 维持自激振荡的条件： F
振荡器的反馈网络传输系数，A 放大器的传输 F 系数 1 A 振幅平衡条件： F
相位平衡条件： A F 2n，n 0， 1， 2， 3,
实验中可能遇到的问题（2）
这时你应做如下检查：
焊接完毕加电源，工作点基本正常，调节RF后无输出信号，
1.检查电路焊接是否正确？特别注意焊点是否有虚焊；
2.检查电解电容的极性是否符合要求？ 3.如果上述结果均无误，则应检查关键部件是否有损坏， 比如晶体管、电解电容、电位器等。
实验现象分析
一、调节RF时，电路要么振荡失真，要么不起振；难以 调到不失真正弦波形。 原因：电位器RF调节时电阻值不连续； 解决办法：换电位器； 电路的连线过长，引起寄生振荡； 解决办法：将连接线尽量减短； 二、振荡输出波形不稳定，特别在手摸电路或动反馈线时：
实验中可能遇到的问题（1）
在测量静态工作点I时，有时得到的结果与理论相反， 即ICIE，原因是什么？如何测量才能得到正确结果？ ICIE的错误结果主要是由测量方法引起。前面课 件1中已经讲过，测量电流有两种方法，将电流表串联 在被测电路里直接测量；也可以用电压表并联在被测 电路的电阻上测量电压然后进行换算得到电流的间接 方法。直接测电流是比较准确的，而用测电阻两端的 电压再换算的间接方法会引进较大误差，因此建议采 用直接测量法。
实验器材
直流稳压电源 示波器 毫伏表 音频信号发生器 元器件
电位器 器件名 三极管 型号 数量 2
运算放大器
A741
1k 1.6k
2
2 2 2
电阻
2k
10k
20k 3.9k
1
1 2
元器件型号和数量
实验步骤
1、按图1焊接电路，A点先不接上。 2、测量静态工作点（A点断开），EC＝12v，
3 A
输入阻抗大 输出阻抗小
引入深负反馈电阻RF
正弦信号的频率
0 1 f 2 2RC
实验原理－
采用运算放大器构成的桥式正弦波振荡器电路。
C1
0.1
Z1 R1
1.6k
A
+ _
uo
Z2
R2=R1 C2= C1
1.6k
0.1
RP
R2
1k
3.9k
图2
运放式RC桥式振荡器
原因：电路连线过长，
解决办法：重新连线，使其越短越好；
实验现象分析（续）
三、调节RF使电路有信号输出，但幅度很小且频率很高 原因分析：电路中存在寄生振荡，因为此电路的分布 电容和寄生电容的存在，使某高频信号也满足了振荡 条件而产生寄生振荡，但由于本三极管的截止频率较 低，故振荡输出幅度很小。
解决办法：重新调节RF找出正常振荡输出即可，正常
的、 A 的相移 A、 F分别为 F 1 A 起振的幅值条件： F
实验原理—稳幅振荡
由非线性元件组成的稳幅环节
1 Z1 R1 ,. jC1 1 R2 Z 2 R2 // jC2 1 jR2C2
令 R1 R2 R，C1 C2 C, 则
实验结果与分析（续）
直读周期法测量振荡频率及理论值：
桥路电容 F0（理论） F0（测量） 误差 输出电压
0.1F
0.01F
995Hz
9.95kHz
1.036kHz
9.5kHz
4%
5%
3.77V
4.12V
放大倍数； Ui=304mVp-p
U0=980mVp-p
AF=3.2 振荡条件:放大倍数AF≥3，实验测量值满足要求
实验步骤（续）
5、测量振荡时输出正弦波的电压值；调整RF，使输出正
弦波幅度最大时进行测量。
6、测量电压串联负反馈放大器的放大倍数；
调整RF，使输出正弦波幅度最大，再断开A点，从A
点输入f=1kHz，ui=300mVp-p的正弦信号，测量u0， 获得放大器的放大倍数AF，并与理论值比较。
7、利用运放实现正弦波振荡器，重做3~6步的内容。
接通电源后测量晶体管Q1与Q2的静态工作点。
3、A点接上，改变负反馈电阻RF的大小，观察对输出波 形的影响，记录波形并进行分析。 4、用李萨茹图形法（模拟示波器）或直读周期法（数字 示波器）测量桥路电容C1＝C2＝C＝0.1F、0.01F
时的振荡频率。调整RF使输出波形为不失真的正弦波
时测量，并将理论值与实测值相比较。
RC晶体管振荡器
电子线路实验中心 2006.7
实验目的
进一步练习焊接，掌握调试技术和测量频 率的方法。
研究振荡器的起振条件。
观察负反馈对振荡器的影响。
实验原理
C1 Ec Rb1 RF R1 Rc1 Rb22 Rc2
0.1
Z1
2k
270k
C4
3.9k
A
20k
2k
C5
1.6k
C3
20 20 20
F Z2 jRC 1 ( 0 1 RC ) 2 2 2 Z1 Z 2 1 R C j 3RC 3 j 0 0
1 3 最大，此时 0 1 RC 时, F
F 0
实验原理—放大器
放大器需满足： A 2n , n 0,1,2,