稳幅文氏电桥正弦波发生器说课讲解
9.4文氏桥振荡器
R
1 jRC 1 R
31 j( Nhomakorabea 0 )
jC 1 jRC
0
0
1 RC
当 0
时, F 0,
F 1 3
满足 F A 0
8k 0.02
8k 0.02 2k
文氏桥振荡器电路
[例]要求振荡频率 f0 1kHZ , 设计电路。
[解]
运放构成的正弦波振荡器 ---文氏桥振荡器
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正弦振荡器
▲ 产生正弦波的振荡条件：振荡相位条件： --正反馈, 且：
A F 2n , n 0,1,2,
振荡振幅条件：
U f
Ui,
U f
FUO ,
U
i
U O A
A F 1
(平衡条件)
谢谢收看和听讲, 欢迎下次再相见!
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4k
f0
1 2RC
,
选C 0.02F,
得：R 7.958 k, 取R 8k
A 1 R1 3, R2
取：R 2： 2k, 得： R1 4k
为了便于起振, 一般 取A>3, R1>4kΩ
文氏桥振荡器虚拟仿真
二极管并联在电阻上 是为了更好起振与稳 幅。
文氏桥振荡器电路
A F 1
(起振条件)
A F 1 故：
为了产生单一正弦波, 只允许一个频率 满足振荡条件, 故还需一个“选频网络”。
文氏桥振荡器电路
A
U O U
K
1
R1 R2
电子技术第10讲(正弦波方波发生器)-文档资料
－ +
+
R1
R2
锯齿波发生器
R
C
R´
-
+
+
R2
uo
uo
uo
t
t
T1 T2
T1变为0
12.6.3 RC正弦波振荡器
1. 产生自激振荡的原理
Xi +
Xd
–
基本放大
电路Ao
Xo
Xf
反馈电路
改成正反馈
F
+
Xd Xi X f
只有正反馈电路才能产生自激振荡。
Xi +
Xd
+
Xf
基本放大
Xo
电路Ao
反馈电路
R1 R2
RC
f=1/T
改型电路1
+E RW -E
R01
uo1
－ +
+ A1
R
C
－
+
+ A2
R02
uo
R2 R1
调整电位器RW可以使三角波上下移动,而 且使三角波正负半周时间不相等.
改型电路2
uo
R决定T2,
t
Uo1被嵌位 R´决定T1
T1 T2
于±Uz
R
C
－ +
+
R´
-
+
+
R2
uo
R1
R2
三角波发生器, 当R´=0时
（1）振幅条件： | AF|1
（2）相位条件： j A j F 2np n是整数
相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 振幅条件可以通过调整放大电路的放大倍数达到。
第9章波形发生器PPT课件
的两个线头，可使反馈极
性发生变化。调整反馈线
圈的匝数可以改变反馈信
号的强度，以使正反馈的
幅度条件得以满足。从
图9.1.5 变压器反馈LC振荡电路
200404018
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有关同名端的极性 请参阅图9.1.6。
变压器反馈LC振荡 电路的振荡频率与并联 LC谐振电路相同，为
f0
2π
1 LC
图9.1.6 同名端的极性
9.1.1 产生正弦波的条 一、件正弦波发生电路的组成
为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈， 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一般得不到正弦波，这 是由于很难控制正反馈的量。
如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最 后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。
1
1
22
2
R
2
R (1/ jC ) + jR R C R C / C R
1
1
12 2
22
1
2
1
(1
R1 R2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
C2 ) C1
j( R1C 2
1)
R2C1
谐振频率为: f0=
1 2π R1R2C1C2
当R1 = R2，C1 = C2时，谐振角频率和谐振频率分别为:
0
1 RC
f0
1 2π RC
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•
• 正向传输
•
Xi
X id 基本放大器 X o
•
• 正向传输
•
Xi
X id 基本放大器 X o
•
Xf
实验七 文氏桥正弦振荡器
实验七 文氏桥正弦振荡器一、 实验目的1．掌握振荡条件和稳幅措施。
2．研究文氏桥网络的选频特性和传输特性。
3. 学习文氏桥振荡器的调试与测试技术。
二、 实验原理1. 振荡器的振荡条件振荡过程是一个正反馈过程，振荡常常是一个微扰引起的，如果这个微扰经过反馈，弱于原输入的讯号，循环一次减弱一次，直至消亡，即为负反馈或环增益小于1, 无法起振。
如果经过反馈后的信号强于原来的输入讯号，循环一次增强一次，振幅越来越大，直至晶体管的非线性或外部稳幅系统限制了它的振幅为止。
我们把这个放大与反馈的过程表达为∙∙FA ，即称为环路增益，简称环增益。
电压放大倍数∙A 与反馈系数∙F都是复数：AFj j eA A eF F φφ∙∙∙∙==7-1∙∙F A =)(F A j eF A φφ+∙∙7-2令AA =∙， F F =∙，因此起振条件有两个：振幅条件： 1>AF (6-3) 相位条件：2 n=0,1,2A F n φφπ+= (6-4)起振以后，振幅逐渐增大，但由于晶体管的非线性或稳幅系统起控，A 逐渐变小，达到一个平衡状态，此时1=AF ，所以振荡器的振幅平衡条件为：1=AF(6-5)A 与F 都是频率的函数，在某个频率上，这两个条件都满足了，这个频率便是振荡器的振荡频率。
2. 文氏桥正弦振荡器文氏桥振荡器是低频振荡器中最常见的一种电路。
它使用的元件只需电阻、电容，而不需要难于制作的电感元件，且波形比较好，故得到广泛应用。
文氏桥原是电学中的交流电桥，用来测量电容的容量，以及交流电频率的电桥。
原名是维恩电桥（Wien Bridge ），我国简称为文氏桥。
这个电桥的电路如图7-1（a ）所示图7-1 文氏电桥如果电桥的R 1＝R 2＝R ，C 1＝C 2＝C ，R 4＝2R 3，那么从A 、C 两端输入一个频率为：12f R Cπ=的正弦波电压，B 、D 两端的电压便为零。
我们可以将这个桥路分解为图7-1（b ）与7-1（c ）两个网络。
文氏桥电路产生正弦波,方波
电子线路课程设计院部：专业：姓名：学号：指导教师：完成时间：电子线路课程设计任务书班级指导老师目录目录 (1)第1章引言 (1)第2章基本原理 (2)2.1基本文氏振荡器 (2)2.2振荡条件 (3)第3章参数设计及运算 (5)3.1结构设计 (5)3.2参数计算 (6)第4章仿真效果与实物 (9)心得体会 (10)参考文献 (10)第1章引言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。
第2章基本原理2.1 基本文氏振荡器基本文氏电桥反馈型振荡电路如图1所示，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。
运算放大器施加负反馈就为放大电路的工作方式，施加正反馈就为振荡电路的工作方式。
图中电路既应用了经由R3和R4的负反馈，也应用了经由串并联RC网络的正反馈。
电路的特性行为取决于是正反馈还是负反馈占优势。
图2-1将这个电路看作一个同相放大器，它对V p进行放大，其放大倍数为o3p4V RA1V R==+在这里为了简化我们假设运算放大器是理想的。
令，R1=R2=R,C1=C2=C。
反过来，V p 是由运算放大器本身通过两个RC网络产生的，其值为V P=[Z P/(Z P+Z1)]V o。
式中Z p=R∥﹙1/j2πfC﹚，Z1/2sR j fCπ=+。
展开后可以得到()()op00V1V3//B jfj f f f f==+-上式中01/2f fCπ=。
信号经过整个环路的总增益是()T jf AB=或者表示为()()34001/3//R R T jf j f f f f +=+-这是一个带通函数，因为它在高频和低频处均趋于零。
它的峰值出现在f f =处，其值为()341/3R R T jf +=()T jf 为实数表明了一个频率为f 的信号经过环回路一周后，其净相移为零。
文氏桥式rc振荡电路 振幅可调-概述说明以及解释
文氏桥式rc振荡电路振幅可调-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容：文氏桥式RC振荡电路是一种常见的电路结构，通过使用电阻和电容元件，实现了信号的振荡输出。
在该电路中，通过反馈网络的作用，信号可以循环地输入和输出，形成稳定的振荡波形。
本文旨在介绍文氏桥式RC振荡电路的原理，并探讨如何通过调节电路元件来实现振幅的可调性。
通过对其特性和工作原理的分析，我们将深入了解这一电路结构的工作机制，以及如何通过合理的调整可以实现振幅的可调。
在正文部分，我们将详细介绍文氏桥式RC振荡电路的原理。
我们将从电路结构和基本元件开始，逐步解释电路中各个部分的功能。
此外，我们还将介绍文氏桥式RC振荡电路的工作原理和其特点。
在振幅可调的方法部分，我们将探讨如何通过调节电路中的元件来实现振幅的可调。
通过调整电阻或电容的数值，我们可以改变电路中的反馈系数，从而达到调节振幅的目的。
我们将介绍一些常用的调节方法，并对其原理进行解释。
最后，我们将在结论部分对文氏桥式RC振荡电路的特点进行总结，并展望未来的发展方向。
同时，我们将对本文的主要观点和结论进行回顾，并对读者进行进一步的思考和探索的启发。
通过本文的阅读，读者将能够全面了解文氏桥式RC振荡电路的工作原理和特点，以及如何通过调节电路元件实现振幅的可调性。
同时，读者还能够对该领域的研究进行一定的展望，并为未来的实际应用提供一些思考和指导。
文章结构部分的内容可以描述整篇文章的组织结构和各个部分的主要内容，以便读者可以更好地了解文章的框架和内容安排。
例如：1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将概述文氏桥式RC振荡电路的基本原理、目的和研究背景。
接下来的正文部分将详细介绍文氏桥式RC振荡电路的原理和振幅可调的方法，包括相关的理论知识和实验验证。
最后，在结论部分，我们将总结文氏桥式RC振荡电路的特点，并提出进一步研究的展望。
在正文部分的2.1节，我们将详细介绍文氏桥式RC振荡电路的原理。
04 文氏电桥正弦波振荡电路的稳幅措施[5页]
![04 文氏电桥正弦波振荡电路的稳幅措施[5页]](https://img.taocdn.com/s3/m/02b27f220622192e453610661ed9ad51f01d54fb.png)
D2
uO↑→ uD↑→rD↓→R1 //rD↓→A↓A=3
8.1 正弦波信号发生器
电路特点：
(a) 在一个振荡周期内，二极 管的正向电阻rD随输出电压的 瞬时值不断变化，所以从一个 振荡周期中的每一瞬间来看， 电路并不满足振幅平衡条件， 因而这种电路的波形总有一定 程度的失真。
R
C RC
+
A
–
8.1 正弦波信号发生器
4) 稳幅措施
为了使文氏电桥振荡电路满足起振条件， 必须要求A≥3，即R1 ≥ 2R2。这在运放的线 性区内电路是不可能满足的，只有当运放 进入非线性区后，电路才能满足，但输出 电压信号产生了非线性失真。
R C
RC
R1 +A
U·o
–
R2
为了减小非线性失真，只能使电路放大倍数A尽可能接近3。但是，这将使振 荡电路起振条件的裕度很小，当电路工作条件稍有变化时就有可能不起振。
如果放大电路的负反馈网络采用非线性元件，在输出信号较小时确保A足够 大使电路容易起振；并且随着输出信号逐渐增大A能逐渐变小，并能在运放
进入非线性以前使电路满足幅度平衡条件，就可以得到既稳定而又不失真的 正弦波输出信号。
8.1 正弦波信号发生器
a. 利用二极管稳幅 稳幅机理：
R
C RC
+
A
–
RW
•
Uo D1
(c) 普通集成运放的带宽较窄，由集成运放组成的RC正弦波 振荡电路的振荡频率一般不超过1MHz。
RW
(b)二极管稳幅电路简单、经济，适用于要求不高的场合。
•
Uo D1
R1 D2
8.1 正弦波信号发生器
b. 利用非线性热敏电阻稳幅
文氏桥正弦波产生电路浅析
文氏桥正弦波产生电路浅析作者：陈亮施智兴来源：《电子技术与软件工程》2016年第05期摘要正弦波产生电路很多，根据频率高低要求、频率稳定性要求以及成本要求等等选择具体电路。
前面对三极管RC移项振荡器和555时基模块波形产生电路进行了浅析和Multisim 12仿真。
本文论述的是文氏桥正弦波产生电路，其是一个很实用的电路。
【关键词】仿真文氏桥正弦波产生电路正弦波产生电路很多，有由分立元件构成的，有由555时基模块构成的，有由IC8038摸块构成的等等，根据频率高低要求、频率稳定性要求以及复杂简单（成本）要求等等选择具体电路。
前面已经对三极管RC移项振荡器和555时基模块波形产生电路进行了浅析和Multisim 12仿真。
本文论述的是应用集成运算放大器构成的文氏桥正弦波产生电路，其是一个很实用的电路，它不仅是一个比较稳定的信号源电路，而且是让学生进一步掌握集成运算放大器使用的实训好项目。
1 文氏桥振荡器原理文氏桥振荡器基本电路如图1所示。
电路由两个“桥臂”构成，R1、RF构成负反馈桥臂，并联RC网络和串联RC网络再串联构成正反馈桥臂。
负反馈增益为 A1=1+RF/R1正反馈增益为 A2（jf）=1/[3+j（f/f0-f0/f）]总增益为 A（jf）=A1*A2（jf）=（1+RF/R1）/[3+j（f/f0-f0/f）]其中f0=1/2πRC当f趋于0时，f0/f趋于无穷大，总增益趋于零。
当f趋于∞时，f/f0趋于无穷大，总增益趋于零。
当f=f0时A（jf）=（1+RF/R1）/3，即A（jf）是实数，也就是说，频率为f0的信号经过环路一周后，其相移为0°。
当RF/R1的值不同时，电路出现下述三种情况：a、当Ab、A>1时，假如电路有一个扰动，则信号每经过环路一次，就被放大一次，信号幅度将不断增大，电路将不稳定。
c、A=1时，频率为f0的信号（扰动信号中的f0分量）维持原有大小，无限的持续下去。
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课程设计报告
题目：文氏电桥正弦波振荡
学生姓名：**
学生学号：***
系别：电气信息工程学院专业：通信工程
届别：2014届
指导教师：**
电气信息工程学院制
2013年5月
文氏电桥正弦波振荡
学生：**
指导教师：**
电气信息工程学院通信工程专业
1 课程设计的任务与要求
1.1 课程设计的任务
1. 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。
2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。
3. 进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。
1.2 课程设计的要求
（1）熟悉multisim的使用方法，掌握文氏电桥正弦波振荡原理，以此为基础在软件中画出电路图。
（2）绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形，观察其波形，通过对分析结果来加强对其原理的理解。
（3）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。
1.3 课程设计的研究基础（设计所用的基础理论）
以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。
软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。
在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。
采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交
互式SPICE 仿真和电路分析的软件。
前期发展经历了EWB5.0、EWB6. 0、Multisim2001、Mult-isim7、Multisim8、Multisim9 等版本。
Multisim10 的特点有:1) 器件丰富。
Multisim10比老版本新增了1200 多个器件、500多个SPICE 模块和100 多个开关模式电源模块。
2) 虚拟仪器种类齐全。
通用仪器有数字万用表、信号源,双通道示波器、波特图示仪、字信号发生器、逻辑分析仪、失真度测试仪、频谱分析仪和网络分析仪等。
3) 软件分析功能更强大。
分析功能包括静态工作点
分析、交流小信号分析、瞬态分析、灵敏度分析、参数扫描分析、温度扫描分析、传输函数分析、最坏情况分析、特卡洛分析、批处理分析、噪声指数分析、射频分析等。
1 基本文氏电桥正弦波发生器[1-3]常用的正弦波振荡电路有RC 和LC 两种电路,通常低频段选用RC 振荡器,其电路输出功率小,频率较低;高频段选用LC 振荡电路, 其输出的功率、频率都要高一些;频率稳定度要求高时,一般采用电容三点式振荡电路。
若从波形的种类和精度两方面考虑时, 要生成正弦波时,选用文氏电桥振荡器,更易组成外稳幅振荡器。
文氏电桥正弦波发生器是一种常用的RC振荡器,可以用来产生低频正弦波。
采用运算放大器和文氏电桥反馈网络组成的基本振荡电路模型如图所示。
2 文氏电桥正弦波振荡系统方案制定
2.1 方案论证
从理论上讲, 满足振荡条件后, 振荡幅值可固定在任意值上,但由于环境温度等外界条件的变化, 振荡条件会受到影响, 使振荡器停振或产生钵形失真。
因此须在基本电路上增加稳幅电路。
为得到稳幅的目的, 通常采用两只反向并接的二极管和电阻R1并联,它们在输出电压的正负半周内分别导通。
在起振之初,由于输出电压幅度很小,不足以使二极管。
利用二极管的非线性特性,使振荡电路能根据振荡幅度的变化,自动地改变基本放大器的负反馈的强弱,实现稳幅目的振荡过程中,两只二极管交替导通和截止,若外界因素使振幅增大, 二极管的正向导通电阻RD减小,使RF变小, 负反馈系数自动变大,反馈作用加强,从而稳定振幅。
3 文氏电桥正弦波振荡系统方案设计
3.1各单元模块功能介绍及电路设计
3.2电路参数的计算及元器件的选择
在本次课程设计电路图中，所用到的元器件包括电容、电阻、直流电源、交流电源、集成功放741、示波器等。
3.4 系统整体电路图
4 Multisim软件系统仿真和调试
4.1 仿真软件介绍
Multisim软件前身是加拿大IIT公司在20世纪八十年代后期推出的电路仿真软件EWB（Electronics Workbench）,后来，EWB将原先版本中的仿真设计更名为multisim，2005年之后，加拿大IIT公司隶属于美国国家仪器公司（National Instrument，简称NI公司），美国NI公司于2006年初首次推出Multisim9.0版本。
目前最新版本是美国NI公司推出的multisim10。
包含了电路原理图的图形输入、电路的硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真能力。
它具有更形象直观的人机交互界面，并且提供了更加丰富的元件库、仪表库和各种分析方法。
完全满足电路的各种仿真需要。
Multisim软件是迄今为止使用最方便、最直观的仿真软件，其基本元件的数学模型是基于Spice版本，但增加了大量的VHDL元件模型，可以仿真更复杂的数学元器件，另外解决了Spice模型对高频仿真不精确的问题。
Multisim在保留了EWB形象直观等优点的基础上，大大增强了软件的仿真测试和分析功能，大大扩充了元件库中的元件的数目，特别是增加了大量与实际元件对应得元件模型，使得仿真设计的结果更加精确、更可靠、更具有实用性。
4.2 系统仿真实现
文氏电桥正弦波振荡产生波形图
4.3 系统测试（要求测试环境、测试仪器、测量数据）
5 总结
5.1 设计小结
通过这次电子课程设计，进一步理解并加深了对所学的模拟及数字电子技术的认识。
学会了在实践中运用理论，用理论来指导实践，培养了理论联系实际的正确设计思想。
通过对课题的设计，训练了运用所学的理论知识去思考问题并联系理论实际解决问题的能力，同时通过此次设计，学会了较复杂的电子系统设计的一般方法，进一步掌握了分析与设计一般电子电路的方法，并增强了独立的思考问题和解决问题的能力。
同时进行基本的技能训练，学会了基本仪器的使用及基本电子元器件的识别与测量。
总之，通过这次电子课程设计，培养了实际运用理论的能力，为以后的学习和工作有很好的促进作用。
5.1 收获体会
通过这次课程设计我了解了压控振荡器在结构上的特点，使我在选择压控震荡器时更加明确哪种振荡器更合适，同时让我更好地掌握了各种电路的分析、调
试与计算方法，收悉了振荡电路的各种原理和压控振荡器的使用方法，更深刻地理解了课本知识。
在此次作课程设计过程中，我深深地感受到自己所学知识的有限和对所学知识的生疏，明确了不仅要学课本知识，还要再通过图书馆和网络等各种渠道来扩充自己的知识，并且要学会对所学内容的取舍及分析。
总之，从中我学到了如何对待遇到的困难。
增强了对所学知识的思考整合能力，培养了自己的思维能力。
在做课程设计过程中，老师给了很大的自由发挥的空间，可以自己选题，让我自己运用所学知识去分析和解决实际问题。
这次课程设计培养了我一丝不苟的科学态度和做学问应有的耐心及恒心，也使我认识到做事要不畏困难和迎难而上的重要要性。
6 参考文献
[1]电子线路：非线性部分/谢佳奎主编：谢佳奎，宣月清，冯军编.——4版.——北京：高等教育出版社，（2010重印）
[2]通信原理/樊昌信，曹丽娜编著. ——6版.——北京：国防工业出版社，2011.8重印
[3]张肃文，陆兆熊.高频电子线路.第三版.高等教育出版社，1993年
[4]董在望，肖华庭.通信电路原理.高等教育出版社，1989年
[5]黄智伟.基于Multisim2001的电子电路计算机仿真设计与分析.北京电子工业出版社。
2004
[6] Multisim7电路设计及仿真应用/熊伟等编著。
——北京:清华大学出版社，2005.7
[7] Multisim7 User Guide.Interactive Image Technology Ltd.Canda,3003
[8]曾兴雯，刘乃安，陈健.高频电路原理与分析[M].西安:西安电子科技大学出版社,2003，6.
[9]郑步生,吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002，2.
7附录
系统主要功能展示图
器件清单。