实验八 RC桥式正弦波振荡器
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..||1AF > 写成模与相角的形式：..||1AF = 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 =RCπ21① 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。
rc桥式振荡器实验报告
rc桥式振荡器实验报告
RC桥式振荡器实验报告
摘要：
本实验旨在通过搭建RC桥式振荡器电路并进行实验，探究其工作原理和特性。
实验结果表明，RC桥式振荡器能够产生稳定的正弦波输出，且频率受到RC元
件的影响。
引言：
振荡器是一种能够产生周期性输出信号的电路，广泛应用于各种电子设备中。
RC桥式振荡器是其中一种常见的振荡器电路，其工作原理是通过RC元件和放
大器构成反馈回路，产生正弦波输出。
本实验将通过搭建RC桥式振荡器电路
并进行实验，来深入了解其工作原理和特性。
实验内容：
1. 搭建RC桥式振荡器电路，包括放大器、RC元件和反馈回路。
2. 连接示波器，观察输出波形，并测量频率和幅度。
3. 调节RC元件数值，观察输出波形的变化。
实验结果：
通过实验观察和测量，我们得到了以下结果：
1. RC桥式振荡器产生了稳定的正弦波输出，频率在几千赫兹到几兆赫兹之间。
2. 调节RC元件数值，可以改变输出波形的频率和幅度，验证了RC桥式振荡器的特性。
讨论：
RC桥式振荡器的频率受到RC元件数值的影响，通过调节RC元件可以改变输
出波形的频率和幅度。
这为RC桥式振荡器在实际应用中提供了灵活性，可以根据需要进行调整。
同时，RC桥式振荡器的稳定性和可靠性也得到了验证，适用于各种电子设备中。
结论：
通过本实验，我们深入了解了RC桥式振荡器的工作原理和特性，验证了其能够产生稳定的正弦波输出，并且频率受到RC元件的影响。
这对于我们进一步应用和设计振荡器电路具有重要的意义。
实验八 RC正弦波振荡器
实验八 RC正弦波振荡器实验目的：1.熟悉仿真软件MULTISIM的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法。
2.熟悉POCKETLAB硬件实验平台，掌握基于功能的使用方法。
3.掌握RC正弦波振荡器的设计和分析方法。
4.掌握RC正弦波振荡器的安装与调试方法。
实验内容：一.仿真实验1.RC相移振荡电路如图8-1所示，在MULTISIM中搭建其开环分析电路，理解起振和稳定的相位条件与振幅条件。
图8-1 RC相移振荡电路所以f=649.7HZ所以放大器的增益绝对值大于29.图8-3 RC相移振荡电路开环仿真图图8-4 RC相移振荡电路开环仿真幅频图和相频图由幅频特性曲线图可知，该电路的振荡频率为640.4004HZ。
2.在MULTISIM中搭建8-1电路，进行瞬态仿真。
所以=19.89*10^-5意向网络增益为1/3，所以为满足起振条件，基本放大器增益应大于3.表8-1 RC相移振荡电路振荡频率计算值仿真值实测值振荡频率649.7HZ 628.099HZ 633HZ3.将8-1电路振荡频率增加或减小10倍，重新设计电路参数。
表8-2 RC相移振荡电路振荡频率改动原件改动前频率减小10倍频率增加10倍R R=10k R=100k;R20=3000kC C=10nF C=100nF60.84HZ C=1nF 6．08kHZC=1nF C=100nFR=100K4.调试修改文氏电桥振荡器，进行瞬态仿真。
表8-3 文氏电桥振荡电路振荡频率C1(uF) R1(K) R2(K) R3(K) R4(K) 0.01 20 10 4.7 16.8表8-4 文氏电桥振荡电路振荡频率设计值仿真值实测值振荡频率800HZ 791.76HZ 830HZ图8-5 文氏电桥振荡器瞬态波形图图8-6 文氏电桥振荡器频谱图一．硬件实验1.电路连接2.瞬态波形观测3.频谱测量图8-7 RC电路瞬态波形图图8-8 RC电路频谱图4.按以上步骤对文氏电桥电路进行相应硬件实验图8-9 文氏电桥振荡器瞬态波形图图8-10 文氏电桥振荡器频谱图实验思考：1.将8-1所示电路中的C从10nF改为0.1nF后，进行仿真，结果如何？请解释原因。
内容1RC桥式正弦波振荡器
2、三角波和方波发生器
电路由同相滞回比较器A1和反相积分器A2构成。比 较器A1输出的方波经积分器式积分可得到三角波Uo，Uo 经电阻R1提供输入信号，形成正反馈，即构成三角波、 方波发生器。
• 方波、三角波发生器输出波形图
• 电路振荡频率 • 方波幅值 • 三角波幅值
（2）改变RW的位置，观察对uO、uO′幅值及频率的影响。 （3）改变R1(或R2)， 观察对uO、uO′幅值及频率的影响。
五、实验总结
1、 正弦波发生器 1) 列表整理实验数据，画出波形，把
实测频率与理论值进行比较。 2) 根据实验分析RC振荡器的振幅条件。 3) 讨论二极管D1、D2的稳幅作用。
首先按图连接好实验电路。
（1）接通±12V电源，调节电位器RW，使输出波形从无到有， 从正弦波到出现失真。描绘uO的波形，记下临界起振、正弦波 输出及失真情况下的RW值，分析负反馈强弱对起振条件及输出 波形的影响。
（2）调节电位器RW，使输出电压uO幅值最大且不失真，测 量输出电压UO、反馈电压U+和U-，分析研究振荡的幅值条件。
fO
R2 4R1(Rf R W )Cf
U′om＝±UZ
U om
R1 R2
UZ
三、实验设备与器件
1、±12V直流电源 2、双踪示波器 3、集成运算放大器 μA741×2 4、二极管 IN4148×2 5、稳压管 2CW231×1 6、电阻器、电容器若干
四、实验内容
1、 RC桥式正弦波振荡器
一、实验目的
1、 进一步理解用集成运放构成的正弦波、 方波和三角波发生器的工作原理。
2、 学习波形发生器的调整和主要性能指 标的测试方法。
实验八 RC振荡器
实验九 RC 振荡器一、实验目的和要求1. 加深理解 RC 串并联正弦波振荡器的组成和工作原理。
2. 验证 RC 振荡器起振的幅值平衡条件。
3. 掌握振荡器电路的调整和测定频率的方法。
二、实验内容和原理R C 正弦波振荡器包括 RC 串并联振荡器、移相式振荡器，双 T 网络振荡器等。
1．起振条件与电路工作原理RC 正弦波振荡器产生正弦波振荡的起振条件相位平衡条件： ( ) L ,. 2 , 1 , 0 2 = = + n n F A p j j (91)幅值平衡条件： 1³ ·· F A (92)图 91 为 RC 串并联式正弦波振荡器的原理图。
由 RC 串并联网络的频率特性可知，当RCf f o p 2 1== (93)时， 该网络的 3 / 1 , 0 0= = F F & j （详细分析可参考教材中有关内容）， 因此，只需用一个同相放大器与选频网络配合，且同相放大器的电压放大倍数3 ³ uf A ，所组成的电路即可满足起振的幅值和相位条件而产生正弦振荡。
C 1 R 2C 2R 1U F AU 0F图91 RC 串联式振荡器原理图图 92 为用分立元件组成的 RC 串并联式振荡器电路。
V1、V2 组成两级阻容耦合放大器，用以将正反馈信号放大。
在电路输 出与输入端之间，接有正反馈 RC 网络并兼有选频作用，使整个电路振荡于 一个固有的频率上。
在输出端与 V1 发射极间接有负反馈网络，用于控制负 反馈深度，稳定频率幅度。
2．频率的测量方法测量频率常用的方法有两种：频率计测量法和示波器测量法。
C9 10uFV1 3DG12R615KRf3 100KR8 5.1KC11 10uF R7 15KR9 200V2 3DG6R1015KRf4 100KR12 1KR11 15KR13 100R14 430C13 10uFC10 10uFRf2 2.2K+12VGNDR4 15KC6 0.01uF R5 15KC7 0.01uFUoUi（1）频率计测量法直接将振荡器的输出连接到频率计的输入端， 从频率计的读数便函可知 所测频率的大小。
RC正弦波振荡器
RC正弦波振荡器一、实训目的1、掌握RC桥式正弦波振荡器的电路构成及工作原理；2、熟悉正弦波振荡器的调整、测试方法；3、观察参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测试方法；4、熟悉RC正弦波振荡器故障的分析和处理。
二、实训所需挂件及附件序号型号备注1 PMT01电源控制屏该控制屏包含“液晶显示屏”等模块2 PMT-60电子技术实训电源组件该挂件包含“电源及信号源”等模块3 PMT-61电子技术实训组件（一）该挂件包含“RC正弦波振荡器”等模块4 双踪示波器自备三、实训原理RC正弦波振荡器的原理图如下图2-5所示；图2-5 RC桥式正弦波振荡器RC桥式正弦波振荡器又称为文氏桥振荡器，电路由同相放大器和具有选频作用的RC串并联正反馈网络两部分组成，即放大电路A V和选频网络F V。
A V为由集成运放LF353组成的同相放大电路，①脚输出频率为f0的信号通过RC串并联反馈到放大器的输入端③脚。
因为RC选频网络的反馈系数F=1/3，因此，只要使放大器的放大倍数Auf=3，就能满足振幅平衡条件；由于同相放大器的输入信号与输出信号的相位差为00，RC串并联选频网络对于频率为f0信号的相移也为00，所以信号的总相移满足相位平衡条件，属正反馈。
因此，电路对信号中频率为f0的分量能够产生自激振荡，而其他的频率分量由于选频网络的作用，反馈电压低，相位不为零，则不产生自激振荡。
在实用的RC桥式振荡器电路中，反馈电阻Rf（相当于图2-5中的RP2）常采用具有负温度系数的热敏电阻以便顺利起振，当振荡器的输出幅度增大时，流过Rf 的电流增强，随热敏电阻的温度上升其电阻变小，使放大器的增益下降，这将自动调节振荡输出信号趋于稳定。
RC桥式振荡器电路的振荡频率取决于RC选频回路的R1、C1、RP1、C2参数，通常情况下，R1=RP1=R 、C1=C2=C ，振荡频率为)2/(10RC f π=四、实训方法1、用万用表监测使RP1=R1=10K ，用导线从PMT-60挂件上将±15V 电源接到PMT-61挂件的“RC 桥式振荡器”模块的±15V 输入端。
RC桥式正弦波振荡器
1， A F 2n （0， …… 6（相位起振条件） ）
由于放大器的线性范围是有限的，随着振荡幅度的增大，放大器逐渐由线性放大区进入非线性工作
状态（饱和区或截止区） ，导致放大器的增益逐渐下降，环路增益也由起振时的 F A > 1 逐渐过渡到
• •
A= 反馈网络的反馈系数为：
Xo
•
………………………………… 1
Xi
• •
F= 则环路增益：
XF
•
………………………………… 2
1 F= ，称为幅频特性。 11 2 f f — o 32 + f f o ，其中 f o f f — o f f =— a rc tg f o ，称为相频特性。 12 3
F
0
5. 振荡器的三种工作状态（输出失真、不失真和停振） 状态 1： （1）令 Vi =0，连接 VF 与 Vi 两点，调节 RW 使振荡器输出不失真正弦波形。 ，计算放大器 （2）从 Vi 点接入频率为 f o 的正弦信号，用示波器测量 Vi 及 Vo （外加信号后 Vo 不失真） 的电压放大倍数 A 状态 2：
RC 桥式正弦波振荡器
下周实验：110 室；负反馈放大器 一、实验目的
1． 掌握 RC 正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）的组成及工作原理。 2． 掌握自激振荡的建立、起振条件、维持振荡的平衡条件。 3． 掌握 RC 正弦波振荡器主要技术指标的测量方法。
二、实验原理
1. 反馈型自激振荡的概念 所谓自激振荡，就是无外加输入信号，电路仍有一定频率、一定幅度的输出信号。
产生自激振荡的初始信号来自于电路通电后的各种起伏和外来扰动。如接通电源瞬间的电冲击、元 器件的热噪声等。这些噪声包含丰富的频率成分，它们经放大器放大后到达输出回路。由于 RC 网络的选 频滤波作用，与 RC 回路固有振荡频率相同或接近的噪声分量，才能在 RC 正反馈选频滤波输出回路产生
RC桥式正弦波震荡器
电子技术综合实训报告设计题目:RC桥式正弦波震荡器报告作者：戚晏铭学号: 201408324037指导教师：胡勤国专业：电气工程及其自动化电子电气工程学院2016年6月15日摘要振荡电路由同相放大器和具有选频作用的RC串并联网络两部分组成。
其中，放大元件由集成运放LM741承担，它与R1,RP,R2,R3,V1,V2组成同相放大器，V1,V2起稳幅作用；R4,C1,R5,C2组成RC串并联选频网络，在电路中起正反馈作用。
电路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。
RC选频网络对于中心频率f0的放大倍数为F=１/3，而回路起振条件为AF>=1。
故放大电路的电压放大倍数A=(R1+Rf)/R1>=3，即Rf/R1>=2，取Rf/R1=2。
而Rf=RRP+R2//rd其中，rd为二极管的正向动态电阻。
为了减小输入失调电流和漂移的影响，电路应该满足直流平衡条件，即：R=R1//Rf=16KΩ关键词：振荡电路，lm741，放大电路目录1设计目标......................................... 错误！未定义书签。
2设计任务. (1)2.1设计电路 (1)2.2元器件的识别与检测 (2)2.3电路安装 (2)2.电路调试 (3)3测试方案与测试结果 (3)4.测试结果及分析 (4)5.心得体会 (4)一.设计目标1.掌握RC桥式正弦波的安装与调试方式2.掌握示波器测量RC正弦波震荡器输出波形的方法二.设计任务2.1设计电路：RC桥式正弦波震荡器电路原理图它由同相放大器和具有选频作用的RC串并联网络组成，其中，放大原件由集成运放lm741承担，它与R1、RP 、R2、R3、V1、V2组成同相放大器，V1、V2起稳幅作用；R4、C1、R5、C2组成RC串联选频电路在电路中起正反馈作用。
简而言之电路可分为三部分：①、作为基本放大器的运放②、具有选频功能的正反馈网络③、具有稳幅功能的负反馈网络2.2元器件的识别与检测2.3电路的安装对每个原件进行简单的检查，确保其实际值符合要求，排除有错误的原件，然后按照电路图的连接方法进行实物图链接。
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按表8 改变电阻R 和电容C 按表 8-1 改变电阻 R 和电容 C ， 用示波器观察是否有 振荡波形，然后再次微调R 振荡波形 ， 然后再次微调 Rf， 使输出端波形大而失真 用频率计测出振荡器的频率， 填入表8 小 。 用频率计测出振荡器的频率 ， 填入表 8-1 中 ， 并 与表中的理论比较。 与表中的理论比较。 表８-１
3．调节电压串联负反馈放大器的放大倍数 仍断开RC选频网络 加电源V 仍断开RC选频网络，加电源VCC，调整两级放大电 RC选频网络， 路的静态工作点，使两个三极管均处于放大状态， 路的静态工作点，使两个三极管均处于放大状态，在 放大器的输入端加上适当大小的交流信号V 放大器的输入端加上适当大小的交流信号 Vi （ 小于 频率约为1 调节负反馈电阻R 1V ） ， 频率约为 1KHZ ， 调节负反馈电阻 Rf ， 使放大倍 稍大于3 示波器监视输出波形不产生失真。 数AV稍大于3。示波器监视输出波形不产生失真。 4．测量振荡频率 放大器调整后，去掉信号源，接上RC选频网络， RC选频网络 放大器调整后，去掉信号源，接上RC选频网络，用 示波器观察是否有振荡波形，然后微调R 示波器观察是否有振荡波形 ， 然后微调 Rf ， 使输出端 波形大而失真小。用频率计测出振荡器的频率 频率， 波形大而失真小。用频率计测出振荡器的频率，填入 并与表中的理论比较。 表8-1中，并与表中的理论比较。
实验八
一、实验目的
RC桥式正弦波振荡器 RC桥式正弦波振荡器
1．学会测量频率和测试振器； ．学会测量频率和测试振器； 2．验证RC桥式振荡器的起振条件 。 ．验证 桥式振荡器的起振条件
二、实验仪器设备
函数信号发生器； 1．双踪示波器； 双踪示波器； 2．函数信号发生器； 交流毫伏表； 3．交流毫伏表； DZX－2B型电子学综合实验装置 型电子学综合实验装置； 4．DZX－2B型电子学综合实验装置； 5．电阻器、电容器若干 电阻器、
三、实验原理
● ●
Rw 10K Rf 1K
● ● ● ●
+UCC 100K +12V 5.1K 10μF _ +
R1 16K C1 0.01µF A
●
1M
10K
10μF_ +
● ● ● ●
●
10μF _ +
T1
●
T2 82Ω
●
C2 0.01µF
●
R2 16K
15K
U0 + _ 50μF
1.2K 430Ω
五、实验要求
按照实验步骤整理实验数据， 1 ． 按照实验步骤整理实验数据 ， 并描绘观察的波 形。 由给定电路元件数值计算出振荡频率， 2 ． 由给定电路元件数值计算出振荡频率 ， 并与实验 值进行比较，分析误差产生的主要原因。 值进行比较，分析误差产生的主要原因。 总结文氏电桥振荡器的振荡条件。 3 ． 总结文氏电桥振荡器的振荡条件 。 整理实验数 列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。 据，列表比较实验结果和理论估算值，分析误差原因。
& VF & F= = & VO 1 R1 C1 1 1+ + + j ωR1 R2 C 2 − R2 C 2 ωR2 C1
当R1 = R2 = R，C1= C2 = C时 ， 时
& F= 1 1 3 + j ωRC − ωRC
1 1 f = F= 当频率 ，根据幅度平衡条件 2πRC 时， 3
电路才能维持振荡。 A • F = 1 ，只有Ａ＝３电路才能维持振荡。 要使电路自行起振 A • F
1 所以A必须 ≥ 1 ，因 F = ，所以 必须 3
大于3 ，但不能过大。如果太大，振荡幅度值将受到晶体 大于 但不能过大。如果太大， 管非线性的限制，波形将产生严重失真。 管非线性的限制，波形将产生严重失真。
四、实验内容及方法
1．按照图8-1所示的实验电路连接电路； 按照图8 所示的实验电路连接电路； ２．测量RC选频网络的幅频特性 测量RC选频网络的幅频特性 RC 从电路的A 处断开， 不加直流电压V RC串并 从电路的 A 处断开 ， 不加直流电压 VCC ， 在 RC 串并 联网络两端加3 有效值） 的低频信号（ kHz左右 左右） 联网络两端加 3V （ 有效值 ） 的低频信号 （ 1kHz 左右 ） ， 改变信号的频率， RC并联端 并联端（ 断处） 改变信号的频率，在RC并联端（A断处）测选频网络的 幅频特性。找出A 输出电压最大（ 时的输入信 幅频特性。找出A处输出电压最大（约1V）时的输入信 号频率，并于理论值比较。 号频率，并于理论值比较。 注意： 改变信号频率时， 应保证加在RC串并联网 注意 ： 改变信号频率时 ， 应保证加在 串并联网 络两端的电压值不变。 络两端的电压值不变。 电压值不变
● ●
●
●
图8-1 RC桥式振荡器实验电路 桥式振荡器实验电路
1．实验线路图 ． 由两部分组成： 图8-1由两部分组成：R1、R2、C1、C 2 组成具有 选频作用的正反馈网络； 组成两级共射极放大器， 选频作用的正反馈网络；T1、T2组成两级共射极放大器， 并接成电压串联反馈，具有输入电阻高， 并接成电压串联反馈，具有输入电阻高，输出电阻低的 特点，其输入、输出阻抗对正反馈影响较小。 特点，其输入、输出阻抗对正反馈影响较小。 2．起振条件 在图8-1电路中，其选频网络的正反馈系数为 在图8 电路中，
RC值 值 R1=R2=16K C1=C2=0.01u R1=R2= K C1=C2=0.01u R1=R2=16K C1=C2= u R1=R2= C1=C2= K u f的计算值 的计算值 f的测量值 的测量值
注意改变电阻R和电容C 电阻R1 R2要同步变换 R1、 要同步变换， 注意改变电阻R和电容C时，电阻R1、R2要同步变换， 电容C1 C2也是同步变换 C1、 也是同步变换。 电容C1、C2也是同步变换。
六、思考题
1．文氏电桥振荡的最高振荡频率受哪些因素限制？ 文氏电桥振荡的最高振荡频率受哪些因素限制？ 为了改善振荡器的输出波形， 2．为了改善振荡器的输出波形，在文氏电桥振荡 器中采取了什么措施？ 器中采取了什么措施？