1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作之欧阳学创编
正弦波振荡器PPT课件
正弦波振荡器的调谐范围较宽，可以通过 调整电路参数实现不同频率和幅度的输出 ，满足多种应用需求。
输出纯净
易于集成
正弦波振荡器产生的波形失真小，噪声低 ，适用于对信号质量要求高的应用。
正弦波振荡器可以采用集成电路形式实现 ，减小了体积和重量，便于携带和集成到 其他系统中。
缺点
功耗较大
正弦波振荡器需要一定的功耗才 能维持稳定工作，相对于其他类
正弦波振荡器的原理和结构
总结词
正弦波振荡器是一种能够产生正弦波信号的电子装置， 其原理基于自激振荡。为了实现自激振荡，正弦波振荡 器需要满足一定的条件，包括放大倍数大于1、反馈系 数大于0且小于等于1、相位移动大于等于π弧度等。常 见的正弦波振荡器结构有RC电路、LC电路和石英晶体 振荡器等。
详细描述
LC振荡器通过调节电感器和电容器的 大小，可以产生不同频率的正弦波。 其优点是频率稳定性高，适用于产生 高频信号。
晶体振荡器
晶体振荡器利用石英晶体（一种特殊的电介质）的压电效应 产生正弦波。
晶体振荡器的振荡频率由石英晶体的固有频率决定，具有极 高的稳定性和精度。广泛应用于高精度测量和通信领域。
04 正弦波振荡器的应用领域
振荡条件的稳定性分析
• 总结词：稳定性是正弦波振荡器的关键性能指标之一，它决定了输出信号的频 率和幅度的稳定性。为了使正弦波振荡器稳定工作，需要满足一定的条件，包 括放大倍数稳定、相位移动稳定和频率稳定等。这些条件可以通过理论分析和 实验测试来验证和优化。
• 详细描述：稳定性是正弦波振荡器的关键性能指标之一，它决定了输出信号的 频率和幅度的稳定性。在实际应用中，由于受到环境因素、电路参数变化和噪 声干扰等多种因素的影响，正弦波振荡器的输出信号可能会发生频率漂移、幅 度波动等现象，影响其性能表现。因此，为了使正弦波振荡器稳定工作，需要 满足一定的条件，包括放大倍数稳定、相位移动稳定和频率稳定等。这些条件 可以通过理论分析和实验测试来验证和优化，以确保正弦波振荡器在实际应用 中的性能表现达到预期要求。
第4章 正弦波振荡器电路
相位稳定条件就是研究由于电路中的扰动暂时破坏了相 位平衡条件，使振荡频率发生变化，而当扰动离去后， 振荡能否自动稳定在原有频率上。 假设由于某种干扰引入了相位增量Δφ，此Δφ经过一个循 环，在环绕电路正反馈一周后，反馈信号的相位超前了 原有信号相位Δφ。相位超前就意味着周期缩短。如果振 荡信号不断地放大、反馈、再放大，如此循环下去，反 馈到振荡器输入信号的相位将一次比一次超前，周期不 断地缩短，相当于每秒钟内循环的次数在增加，也即振 荡频率不断地升高。反之，若Δφ是一减量，那么循环一 周的相位滞后，则频率会降低。 由于在振荡器中包含有LC谐振回路，由于谐振回路的相 位稳定作用，使振荡器的频率并不会因为Δφ的出现而不 断的升高或降低。
图4.1 一个互感反馈自激振荡器电路及交流等效电路
4.1.2 自激振荡的平衡条件
要产生自激振荡，必须具备两个平衡条件。 (1)相位平衡条件 相位平衡条件要求电路的反馈必须是正反馈，即反馈 到输入端的反馈电压(电流)必须与输入电压(电流)同相。 在图4.1中，在谐振频率点，回路呈纯阻，放大器倒相 180°，即ube经放大器放大后的相移φk=180°(π)， 按照图中所标明的T的同名端，经互感耦合送回到输入 端的信号相移φF＝180°(π)，因此总的相移为 360°(2π)，这就保证了反馈信号与输入信号的相位一 致，形成正反馈。对于其他频率，回路失谐，会产生 相移，使得总相移不是360°(2π)，就不能形成正反馈。 因此，产生振荡的相位平衡条件是 ∑φ＝φk＋φF＝n×360°(4.1.1) 其中，∑φ为总相移；n为整数(包括0)。
4.1.4 振荡器的稳定条件
自然界中处于平衡状态的物体都有稳定平衡和不稳定 平衡之分。如图4.2所示，将一个小球置于凸面上的平 衡位置A，而将另一个小球置于凹面上的平衡位置B。 显然，图4.2b中的小球是处于不稳定的平衡状态，因 为在这种情况下，稍有“风吹草动”，小球将离开原 来的位置而落下。而图4.2a中的小球则处于稳定的平 衡状态，尽管有外力扰动，但由于重力作用，它仍然 会自动地回到原来的位置。
RC正弦波振荡电路工作原理及案例分析
RC正弦波振荡电路工作原理及案例分析
工作原理：
1.当电路通电时，运放的输出为零，电容C充电通过电阻R。
电荷通
过电容器和电阻器的匝线，使负电荷集中在负端子，正电荷集中在正端子。
2.当电容器电荷积累到一定程度时，电压开始在电容器上积累。
3.这时，电容器上的电压开始向运放的反馈电路输出，导致运放开始
放大并输出一个正弦波振荡信号。
4.当输出电压经过电容衰减后，电容开始放电，电压开始下降直到为零。
5.在电容放电的过程中，运放输出变为负值，反馈电路也发生变化，
导致运放开始放大反向信号，输出一个负幅度的振荡信号。
6.重复以上过程，可以产生一个稳定的正弦波振荡信号。
案例分析：
假设我们需要设计一个频率为1kHz的正弦波振荡电路，我们可以选
择适当的电容和电阻数值来实现这个要求。
1.选择电容C和电阻R的数值为：C=1μF，R=1kΩ。
2.计算振荡频率：f=1/(2πRC)=1/(2π*1kΩ*1μF)≈1kHz。
3.搭建电路并接入运放，通过对电容和电阻的数值进行调整，可以调
节输出的正弦波振荡频率和幅度。
4.测量输出波形，可以通过示波器来观察振荡信号的频率和幅度是否
符合设计要求。
通过以上案例分析，我们可以看到RC正弦波振荡电路的设计方法和
工作原理。
通过调节电容和电阻的数值，可以实现不同频率和幅度的正弦
波信号输出。
这种电路在信号发生器、音频放大器等领域有着广泛的应用。
正弦波振荡器电路设计与实现,,课程设计
郑州轻工业学院本科通信电子线路课程设计总结报告郑州轻工业学院课程设计任务书题目正弦波振荡器电路设计与实现专业、班级电子06- 1学号52 姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：1、主要内容（1）按照振荡器的条件设计电路。
（2）根据电路焊接振荡器电路。
（3）测得振荡电路相关数据，根据电路元器件参数计算比对。
2、基本要求（1）设计电路实现的主要内容。
（2）书写课程设计报告。
3、主要参考资料《电子线路教材》《电子线路实验指导书》《电子线路课程设计指导书》完成期限：2008年12月19日指导教师签名：张涛课程负责人签名：张涛2008年12月19日摘要在测量、自动控制、通讯、无线电广播和电视等诸多领域中，正弦波振荡器作为各种用途的信号源，有着广泛而重要的应用。
例如：无线发射机中的载波信号源，超外差式接收机的本地振荡信号源，电子测量仪器中的正弦波新年好源，数字系统中的时钟信号源。
在这些应用中，对振荡器提出的要求主要是振荡频率的准确性和稳定性，其中尤以振荡振荡频率的准确性和稳定性最为重要。
正弦波振荡器的另一类用途是作为高频加热设备和医用电疗一起正弦交变能源。
在这类应用中，对振荡器提出的要求是高效率的产生足够大的交变功率，而对振荡频率的准确性和稳定性的要求一般不做苛求。
按照组成原理而言，正弦波振荡器可分为两大类，一类是利用正反馈的反馈振荡器；另一类是负阻振荡器，它是将器件直接接到谐振回路中，利用负阻器件的负阻效应去抵消回路中的损耗，从而产生除等幅的自由振荡，主要应用在微波频段。
关键字：正弦波、振荡、正反馈、高频、频稳性目录第一章设计内容及要求 (5)第一节：设计题目：正弦波振荡电路的设计与实现 (5)第二节：设计目的 (5)第三节：设计内容 (5)第四节：设计要求 (5)第二章设计原理 (6)第一节：反馈型正弦波振荡器的工作原理 (6)第二节、选择合适的振荡电路 (10)一、各种振荡器的频率精确度和稳定度 (10)二、三点式振荡电路的基本模型 (10)三、选择合适的振荡电路模型 (11)四、设计合适的偏置电路 (16)五、选择合适的输出电路 (19)六、振荡器的频稳度 (20)第三节、振荡电路电路原理图 (21)第三章设计具体过程 (22)第四章设计结果 (22)第五章设计体会 (24)第六章参考资料 (27)第一章设计内容及要求第一节：设计题目：正弦波振荡电路的设计与实现第二节：设计目的1.熟悉掌握正弦波振荡电路的原理，利用此原理进行设计，掌握一般电路的设计步骤；2.熟悉简单的焊接知识并焊接电路；3.进行动手练习。
振荡电路的设计实验报告plc
振荡电路的设计实验报告一、实验目的本实验旨在通过设计并实现一个振荡电路，掌握振荡电路的基本原理、设计方法和测试技术。
通过实验，希望加深对振荡电路在电子工程领域中的应用理解，提升实验技能和理论知识。
二、实验原理振荡电路是一种能够产生自激振荡的电路，其基本原理是通过正反馈和能量损耗之间的平衡，使得电路中的信号能够持续地产生振荡。
振荡电路广泛应用于通信、测量、控制等领域。
三、实验步骤1.确定振荡电路类型：根据实验需求，选择合适的振荡电路类型，如LC振荡电路、RC振荡电路等。
2.设计电路：根据选择的振荡电路类型，使用电路设计软件绘制电路图，并确定相关元件参数。
3.搭建电路：根据电路图，使用电子元器件搭建实际的振荡电路。
4.测试与调整：通过示波器等测试设备，观察振荡电路的输出波形，调整相关元件参数，使得振荡频率符合设计要求。
5.记录数据：记录实验过程中的数据，包括振荡频率、波形等。
6.分析结果：根据实验数据，分析振荡电路的性能，总结实验经验。
四、实验结果通过实验，我们成功设计并实现了一个基于RC的振荡电路。
在测试过程中，我们观察到电路产生了稳定的正弦波输出，振荡频率约为10kHz。
通过调整电阻和电容的参数，我们可以实现对振荡频率的微调。
五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了振荡电路的基本原理和设计方法。
在实验过程中，我们不仅学会了如何设计和搭建振荡电路，还掌握了使用示波器等测试设备进行电路性能测试的方法。
此外，我们还学会了如何根据实验数据对电路性能进行分析和优化。
本次实验的成功不仅让我们对振荡电路有了更深入的理解，还提高了我们的实验技能和理论知识水平。
在未来的学习和工作中，我们将继续努力，探索更多的电子工程领域知识。
采用运算放大器构成的桥式正弦波振荡器电路
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。
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,
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
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。
示波器使用大学物理实验报告之欧阳学创编
《示波器的使用》实验示范报告阿【实验目的】1．了解示波器显示波形的原理，了解示波器各主要组成部分及它们之间的联系和配合；2．熟悉使用示波器的基本方法，学会用示波器测量波形的电压幅度和频率；3．观察李萨如图形。
【实验仪器】1、双踪示波器GOS-6021型1台2、函数信号发生器YB1602型1台3、连接线示波器专用2根示波器和信号发生器的使用说明请熟读常用仪器部分。
[实验原理]示波器由示波管、扫描同步系统、Y轴和X轴放大系统和电源四部分组成，1、示波管如图所示，左端为一电子枪，电子枪加热后发出一束电子，电子经电场加速以高速打在右端的荧光屏上，屏上的荧光物发光形成一亮点。
亮点在偏转板电压的作用下，位置也随之改变。
在一定范围内，亮点的位移与偏转板上所加电压成正比。
示波管结构简图示波管内的偏转板2、扫描与同步的作用如果在X轴偏转板加上波形为锯齿形的电压，在荧光屏上看到的是一条水平线，如图图扫描的作用及其显示如果在Y轴偏转板上加正弦电压，而X轴偏转板不加任何电压，则电子束的亮点在纵方向随时间作正弦式振荡，在横方向不动。
我们看到的将是一条垂直的亮线，如图如果在Y轴偏转板上加正弦电压，又在X轴偏转板上加锯齿形电压，则荧光屏上的亮点将同时进行方向互相垂直的两种位移，其合成原理如图所示，描出了正弦图形。
如果正弦波与锯齿波的周期（频率）相同，这个正弦图形将稳定地停在荧光屏上。
但如果正弦波与锯齿波的周期稍有不同，则第二次所描出的曲线将和第一次的曲线位置稍微错开，在荧光屏上将看到不稳定的图形或不断地移动的图形，甚至很复杂的图形。
由此可见：（1）要想看到Y轴偏转板电压的图形，必须加上X 轴偏转板电压把它展开，这个过程称为扫描。
如果要显示的波形不畸变，扫描必须是线性的，即必须加锯齿波。
（2）要使显示的波形稳定，Y 轴偏转板电压频率与X 轴偏转板电压频率的比值必须是整数，即：n f f xy n=1,2,3,示波器中的锯齿扫描电压的频率虽然可调，但要准确的满足上式，光靠人工调节还是不够的，待测电压的频率越高，越难满足上述条件。
1khz脉冲电路
1khz脉冲电路
1kHz 脉冲电路是一种产生周期性脉冲信号的电路，其频率为 1kHz，即每秒产生 1000 个脉冲。
这种电路在电子学中有广泛的应用，例如时钟信号、计数器、定时器等。
1kHz 脉冲电路的基本组成部分包括振荡器、计数器和输出电路。
振荡器是电路的核心部分，它产生一个周期性的信号，通常是一个正弦波或方波。
计数器用于对振荡器产生的信号进行计数，以产生所需的脉冲数。
输出电路将计数器输出的脉冲信号转换为适合于应用的形式，例如 TTL 电平、CMOS 电平或其他形式的信号。
在设计 1kHz 脉冲电路时，需要考虑振荡器的稳定性、计数器的精度和输出电路的驱动能力等因素。
为了提高电路的稳定性和精度，可以采用晶体振荡器或锁相环振荡器。
计数器可以采用数字集成电路，例如 74HC161 等。
输出电路可以采用晶体管、MOSFET 或其他输出器件。
总之，1kHz 脉冲电路是一种基本的电子电路，它在电子学中有广泛的应用。
在设计和实现这种电路时，需要考虑电路的稳定性、精度和输出能力等因素，以满足具体应用的要求。
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目录
摘要3
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8
2.2产生正弦波振荡的条件8
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9
4．结论10
参考文献：11
附录12
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：。
它的振荡频率为：。
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
图2正弦波发生器的选频网络
图3 Rc选频网络
RC选频网络的传输函数为：
令：
RC串并联选频网络具有选频作用，它的频率响应特性由
明显的峰值。
反馈网络的反馈系数为：
当(谐振频率)=时,
幅频特性曲线
如图4
由上式：
时:(最大)
时：当，
时：当，
上图可见,当时,达到最大值并等于,相位移为00,输出电压与输入电压同相,对于该频率,所取的输出电压即幅度是最大的,所以RC串并联网络具有选频作用.
相频特性曲线
①时（减小）
,与串联
,与并联
则：vo超前vs相位φ(时,
②时(ω增大)
,C1与R1串联→ R1
,C2与R2并联→ Xc2
则：vo滞后vo相位-φ(时,)
③时，vo与vo同相
2.1.2放大电路
图4 放大电路部分
2.1.3正反馈网络
图5 正反馈部分
2.2产生正弦波振荡的条件
2.2.1.在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能取代输入
信号，而若要如此，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。
2.2.2.正弦波振荡的平衡条件为:写成模与相角的形式为使输出量在合闸后能够有一个从小到大直至平衡在一定幅值的过程。
2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤
2.3.1.观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络三部分。
2.3.2.判断放大电路能否正常工作，即是否有合适的静态工作点且动态信号是否能输入、输出和放大。
2.3.3利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦振荡的相位条件。
2.3.4判断电路是否满足正弦振荡波的幅值条件，即是否满足起振条件。
3．系统仿真
图6系统输出的正弦波波形
图7系统电路图仿真
4．结论
这次的课程设计历时两个星期左右，通过这两个星期的学习和努力，设计也基本上完成了。
在这两个两个星期的学习过程中，我发现了自身的很多不足，自己知识上存在很多的漏洞，看到了自己在知识合理综合运用能力方面还是比较缺乏。
虽然知道这份设计其中必定依然存在许许多多的错误和毛病，但在完成的时候始终还是会有那么一点点的欣慰，因为真正的用心做了，努力的付出过。
最后做的或许还是很差强人意，希望老师可以原谅，以后我一定会更加努力的！
在将近两个多星期的时间里，我真正的体会到了学习的乐趣：翻阅资料，复习以前学过的相关学科知识，奔波于图书管和自习室，上网查找相关资料……为了完成这次课程设计确实很辛苦，但苦中有乐，当翻了好多资料终于找到RC文氏电桥正弦波振荡电路的资料时，心中不免一阵兴奋，开心不已。
生活就是这样，汗水预示着结果也见证着收获。
只有劳动才能让我们感到充实。
虽然这只是一次简单的课程设计，但平心而论，也耗费了不少的时间和心血，这就让我不得不佩服那些搞电子电路设计前辈们，他们为我们做出了多么大的贡献，奉献了多少时间和心血啊！
这次的课程设计让我认识到自己在学习上的不足，如以前学过的电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子基础，还有电子电工实习上所学到的东西在这次的课程设计上都有运用，但当要用到这些知识时我明显的感觉到基础知识的缺乏，以致做的很吃力，这让我明白了：我一定要付出更多的努力，学好每一门学科，为以后的学习和工作打下坚实的基础。
这次的课程设计，不仅使我在知识上获得了收获，精神上更是获得了更大的激励。
让我明白了学无止尽的道理。
我们每个人都不应该满足于现有的成就，人生就像是在攀登，当你攀登到一座山峰的顶端时，你会发现还有更多更高的山峰在等着你。
挫折是一份财富，经历是一份拥有。
这次的课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。
感谢老师可以给我们这样的一个学习的机会。
参考文献：
[1] Wayne Labs. Level measurement: Pressure methods Dominate[J] .I&CS, 2011, (2) :37-38 .
[2] V. E. Sakharov S. A. Kuznetsov B. D. Zaitsev I. E. Kuznetsova and S. G. Joshi. Liquid level sensor using ultrasonic Lamb waves .Ultrasonics[M], 2011, 41 (4) :319-322 .
[3]华中科技大学电子技术课程组编，康华光主编.电子技术基础.模拟部分.第五版.北京：高等教育出版社，2010 [4]华中科技大学电子技术课程组编，康华光主编.电子技术基础.数字部分.第五版.北京：高等教育出版社，2011
[5]刘原主编.电路分析基础.北京：电子工业出版社，2011
[6]及力主编.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程.北京：电子工业出版社，2007
[7]（日）稻叶保著，何希才，尤克译.振荡电路的设计与应用.北京：科学出版社，2004
附录
元件清单
元件数量（个）
LM741CN 1
二极管 2
18K电阻 1
16K电阻 2
10K电阻 1
0.01uF电容 2
万能板 1。