RC文氏电桥振荡器
文氏电桥振荡器仿真
相频特性 实验电路同上，输入正弦波信号us 并保持其大小不变，改变输入信号 us的频率f ，观测uo与us 的相位差，用示波器的双踪来观测us接CH1，uo接CH2。记下不同频率f时uo与 us相差时间△t,换算成相位差角度Ф=360*(dt/T)并记人表2中。
表2 测量开环幅频特性与相频特性记录表
实验报告要求:
五.注意事项：
一.实验目的 1.掌握RC文氏电桥振荡器的工作原理,研究负反馈强弱对振荡器的影响; 2.学习用示波器测量正弦波振荡器振荡频率.开环幅频特性和相频特性的方法. 二.预习要求 1.复习RC文氏电桥振荡器的工作原理,计算实验用电路的振荡频率. 三、实验原理与实验电路 1 .RC文氏电桥振荡器: 振荡角频率: fo=1/(2πRC) 当f=fo时: φ=00 Fvmax=up/uo=1/3
四、实验内容
-12V
u0
+12V
AN741
-
+
Us cp
u0
R=10k
R=10k
C=0.01u
C=0.01u
R1=10k
R2=10k
Rp=100k
S
D2
D1
up
4
7
6
2
3
开关S闭合，作正弦波振荡器； 开关S断开,并输入us，作选频放大器。
表1 RC文氏电桥正弦波振荡器实验记录表
测量开环幅频特性和相额特性。 所谓开环就是将图1中的正反馈网络断开，把开关S拨向us端并输入信号us,使之成为选频放大器电路。 幅频特性 在图1中（S开关拨向us端）输入信号us。为了保持放大器工作状态不变，取us= 5v。改变输入信号us 的频率f ，并保持电压 us大小不变，分别测量相应的uo值，并记人表2中。
RC文氏电桥振荡器.doc
实验四： RC 文氏电桥振荡器1.实验目的（1） 学习RC 正弦波振荡器的组成及振荡条件。
（2） 学会测量、调试振荡器2.实验原理文氏电桥振荡电路又称RC 串并联网络正弦波振荡电路，它是一种较好的正弦波产生电路，适用于频率小于1MHz ，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。
从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，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风络是振荡电路的最主要部分。
但是，这样两部分构成的振荡电路通常是得不到正弦波的，这是由于正反馈时不量是很难控制，帮还需要加入一些其他电路。
下图即为运算器组成的文氏电桥RC 正弦波振荡电路。
图中R3、R4构成负反馈支路，R1、R2、C1、C2的吕并联选频网络构成正反馈支路并兼作选频网络，二极管构成稳幅电路。
调节电位器Rp 可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。
二极管D1、D2要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出小型正负半周对称，同时接入R4以消除二极管的非线性影响。
若R1=R2，C1=C2，则振荡频率为1/2o f RCπ=，正反馈的电压与输出电压同相位（此为电路振荡的相位平衡条件），且正反馈系数为13。
为满足电路的起振条件放大器的电压放大倍数VA >3，其中53541,V P A R R R R R =+=+。
由此可得出当532R R >时，可满足电路的自激振荡的振幅起振条件。
在实际应用中5R 应略大于3R ，这样既可以满足起振条件，又不会引起过大而引起波形严重失真。
3.实验内容（1）按实验电路图连接好住址电路。
（2）启动仿真按钮，用示波器观测有无正弦波输出。
若无输出，可调节p R 使V o 为无明显失真的正弦波形，并观察V o 的值是否稳定。
用毫伏表测量V o 和Vf 的有效值和频率，并将结果记录至表 2.8-1 。
（3）保持其他参数不变，观察120.01C C F μ==（输出波形不失真）时，分别测量V o 的幅值和频率，将数据记录于表 2.8-1。
文氏电桥RC震荡的详细计算
文氏电桥RC震荡的详细计算
(2009-04-28 09:29:00)
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杂谈
昨天小淘气的一个朋友来我这里,他在模仿制作别人的一个仪表,有几个原仪表保密元件的参数需要计算.所以来找我帮忙.(小淘气在电子方面的选参数计算还是不错的) 好久没有看分力元件的电路了,在确定一个R C震荡频率的时候,突然想起文氏震荡器来了,很多资料都以R1=R2,C1=C2,的例子讲解.当年自己楞是把R1R2C1C2是任意值都可以起震证明出来,并且把随意选择的情况如何震荡,频率如何,如何选择反馈系数计算下来了.
为纪念自己当时的执卓,把文氏电桥的计算发在B LOG上....
产生200k Hz以下的正弦波振荡电路，一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。
常用的RC振荡电路有桥式振荡电路（又称文氏电桥振荡电路）。
图5.2.1 RC串并联网
络
RC串并联网络的电路如图5.2.1所示。
RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。
其频率响应如下：
谐振频率为（5.2.1）
当R1 = R2，C1 =C2时，谐振角频率和谐振频率分别为：
幅频特性
（5.2.3）相频特性
（5.2.4）当f =f0时的反馈系数，且与频率f0的大小无关，此时的相角φF=0°。
即调节谐振频率不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。
RC文氏电桥振荡电路知识分享
R C文氏电桥振荡电路RC文氏电桥振荡器的电路如图1所示，RC串并联网络是正反馈网络，由运算放大器、R3和R4负反馈网络构成放大电路。
C1R1和C2R2支路是正反馈网络，R3R4支路是负反馈网络。
C1R1、C2R2、R3、R4正好构成一个桥路，称为文氏桥。
图1 RC文氏电桥振荡器RC串并联选频网络的选频特性RC串并联网络的电路如图2所示。
RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。
图2 RC串并联网络RC串并联网络的传递函数为式（1）当输入端的电压和电流同相时，电路产生谐振，也就是式（1）是实数，虚部为0。
令式（1）的虚部为0，即可求出谐振频率。
谐振频率对于文氏RC振荡电路，一般都取R=R1 = R2，C=C1 = C2时，于是谐振角频率:频率特性幅频特性相频特性文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。
(a) 幅频特性曲线 (b) 相频特性曲线图3 RC串并联网络的频率响应特性曲线反馈系数当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数此时反馈系数与频率f0的大小无关，此时的相角 jF=0°。
文氏RC振荡电路可以通过双连电位器或双连电容器来调节振荡电路的频率，即保证R=R1 = R2，C=C1 = C2始终同步跟踪变化，于是改变文氏桥RC振荡电路的频率时，不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。
根据振荡条件丨AF丨＞1，在谐振时，放大电路的电压增益应该Au=3。
由图1可知，RC串并联网络的反馈信号加在运算放大器的同相输入端，运算放大器的电压增益由R3和R4确定，是电压串联负反馈，于是应有振荡的建立和幅度的稳定振荡的建立所谓振荡的建立，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡输出。
由于电路中存在噪声，噪声的频谱分布很广，其中也包括f0及其附近一些频率成分。
rc文氏电桥振荡电路
rc文氏电桥振荡电路1. 引言RC文氏电桥振荡电路是一种常见的电子电路，可以产生稳定的振荡信号。
它由RC网络和文氏电桥组成，通过反馈机制实现自激振荡。
本文将深入探讨RC文氏电桥振荡电路的原理、特点、设计方法及应用。
2. RC文氏电桥振荡电路原理2.1 RC网络RC网络是由电阻(R)和电容(C)组成的网络，它可以作为振荡电路的基础组成部分。
当电容充电或放电时，可以产生变化的电压信号。
RC网络可以通过调节电阻和电容的数值来改变振荡频率和振幅。
2.2 文氏电桥文氏电桥是一种平衡交流电桥，由一个电感(L)和两个电容(C1和C2)组成。
当桥路平衡时，可以产生稳定的交流信号。
文氏电桥是常用的振荡电路中的重要部分，通过调节电感和电容的数值可以改变桥路的平衡条件。
2.3 自激振荡原理RC文氏电桥振荡电路是一种自激振荡电路，它基于反馈机制实现振荡。
当桥路发生微小的不平衡时，由于反馈作用，会引起振荡信号的放大，进而驱动桥路向稳定状态靠近。
通过调节RC网络和文氏电桥的参数，可以实现稳定的振荡输出。
3. RC文氏电桥振荡电路设计方法3.1 选择合适的RC网络根据实际需求和设计目标，选择合适的RC网络。
通过调节电阻和电容的数值可以调整振荡频率、振幅和波形形状。
3.2 优化文氏电桥参数由于文氏电桥的电感和电容可以直接影响振荡频率和稳定性，因此需要进行参数优化。
可以通过改变电感和电容的数值，或者通过添加调节电路来实现。
3.3 确保反馈机制稳定自激振荡电路需要一个稳定的反馈机制来保持振荡的稳定性。
可以通过添加放大器、滤波器或稳压器来实现反馈，确保振荡信号的稳定输出。
3.4 对振荡电路进行调试和测试在设计完成后，需要对振荡电路进行调试和测试。
可以通过测量输出信号的频率、振幅和波形形状来验证设计的有效性。
如果需要，可以进行参数调整和优化。
4. RC文氏电桥振荡电路的应用4.1 信号发生器由于RC文氏电桥振荡电路可以产生稳定的振荡信号，因此可以作为信号发生器使用。
高二物理竞赛课件RC文氏电桥正弦波振荡电路
A 1800 必须，F 1800 附加相移
放大电路 反馈网络
Uo
构成正弦波振荡电路
最简单的做法是通过变
压器引入反馈。
2、变压器反馈式 LC 振荡电路
1 f0 2π LC
U f
必须有合适的同名端！
分析电路： 1) 是否存在四部分？ 2) 放大电路是否能正常工作
Ui ( f f0 )
C1 必要吗？
谐振频率为
f0
2
π
1 LC
电流谐振
在损耗较小时，品质因数 Q 1 L RC
损耗
在
f
＝
f0
时，电容和电感中电流各约为多少？网络的阻抗为多少？
QI
LC 选频放大电路 → 正弦波振荡电路
LC网络作为共射放大的集电极负载
当 f = f0 ，电压放大倍数的数值 最大，且附加相移为 0
Au
z rbe
如何引入正反馈？
Au
1
Rf rd R1
U o
Uo iD rd
Uo Au
R
C
RT
RC
注意 RC 串并联网络与放大电路的接法 是否具有四个组成部分?
频率从0～∞中必有一个频率 f0 ，满足φF＝0o 新问题：如何使Au ≥ 3 ？
振荡频率
fo
1
2RC
按深负反馈计算:
Auf
1 RT R4
该取RT ≥ 2 R4
频率可调的文氏电桥振荡器
粗调，靠改变电容；微调，靠改变电位器滑动端 加稳压管可以限制输出电压的峰－峰值。
同轴 电位器
看P346 换挡粗调
稳幅的方法
1）热敏电阻
Uo PRT T
Uo Au RT
RC桥式正弦波振荡器
1. RC 桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）如图电路主要由两部分组成：（1）正反馈环节：由RC 串、并联电路构成，同时起相位起振作用和选频作用。
（2）负反馈和稳幅环节：由R 3、R 5、R P =R 4及二极管等元件构成，其中R 3、R 5、R P 主要作用是引入负反馈，调节电位器可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形；稳幅环节是利用两个反向并联二极管VD 1、VD 2正向电阻的非线性特性来实现的，二极管要求采用温度稳定性好且特性匹配的硅管，以保证输出正、负半周波形对称；R 3的作用是削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。
电路的谐振频率：f o =RC π21起振的振幅条件：21≥R R f（其中R f = R P +（R 5// r D ），r D 为二极管正向导通电阻）2. 实验步骤和测量数据（1）调节R P ，使电路起振且波形失真最小。
如果不能起振，说明负反馈太强，应适当调大R P ；如果波形失真严重，应适当调小R P 。
观察起振过程，从正弦波的建立到出现失真。
记录数据并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R P ，使输出电压u o 幅度最大且不失真，用万用表交流电压档分别测量输出电压U o m 、反馈电压U+和U —，分析振荡的幅度条件。
（3）改变选频网络的参数C 或R 可调整电路的振荡频率，频率粗调通过改变电容C 进行量程切换，而量程内频率细调通过改变电阻R 来实现。
1. 占空比可调方波发生器电路主要由滞回比较器和RC 积分电路组成。
分析时注意电路的连接方式。
电路的谐振频率： f o =）（211321ln )2(1R R C R R P ++方波的输出振幅：U o m =±U Z2. 实验步骤和测量数据（1）调节电位器R 5至中心位置，用双踪示波器同时观察并描绘方波u o 及三角波u c 波形，测量其幅度和频率并记录。
（2）改变电位器R 5动点位置，观察u o 、u c 幅度及频率变化情况，把动点调至最上端和最下端，测出频率范围并记录。
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
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RC 文氏电桥振荡器
一、实验目的
1、 学习RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件。
2、 学会测量、测试振荡器。
二、实验原理
下图是运用放大器组成的文氏电桥RC 正弦波振荡电路，图中3R 、4R 构成负反馈支路，1R 、2R 、1C 、2C 串联选聘网络构成正反馈支路并兼做选频网络，二极管构成稳幅电路。
调节电位器p R 可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。
二极管1D 、2D 要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出波形正负半周对称，同时接入4R 以消除二极管的非线性影响。
图一正弦波振荡电路
三、实验内容
1、 按照图一电路图连接好电路。
2、
启动仿真按钮，用示波器观测有无正弦波输出。
如无输出，可调节p
R 使O V 从无到有直至不失真。
绘出O V 的波形，并记录临界起振、正弦波输
出及出现失真情况下的p R 值。
记录结果。
3、
调节电位器p R 使输出波形幅值最大且不失真，分别测量出输出电压
O V ，记录结果，分析振荡的幅值条件。
4、 断开二极管，重复步骤3，将结果与步骤3进行比较。
5、
观察1R =2R =10k Ω，12=C C =0.01μF 和1R =2R =10k Ω,12=C C =0.02μF
两种情况下，分别测量O V 的幅值、反馈电压f V 和频率。
四、实验数据及相应图
1、
调节p R ，输出波形从无到有直至不失真。
测试数据下
图2 起振波形
图3 振幅最大不失真
图4 临界失真
2、断开二极管，在上述三种相同情况下，对输出波形的影响。
图5 断开二极管，起振波形
图6 断开二极管，振幅最大不失真波形
图7 断开二极管，临界失真波形
3、
保持其他参数不变，12=C C =0.01μF 和12=C C =0.02μF 两种情况下
f V 、o V 和/H L f f 的值。
如表2 。
五、实验结果分析
1、
负反馈强弱对起振条件和输出波形的影响：调节可调电位器p R 的值，可以改变负反馈的深度，p R 值在起振和临界失真之间，p R 越大，输出波形振幅越大。
2、 振荡的振幅条件：在输出波形不失真情况下，振荡的输出波形振幅在1.209-11.117V 之间变化。
3、 温度稳定性好且特性匹配二极管可以保证输出波形正负半周对称。