RC正弦波振荡电路

一、实验目的

1、熟悉Multisim9软件的使用方法。

2、学习用集成运放构成RC正弦波发生器。

3、了解二极管稳幅原理、场效管稳幅原理及基本实现方法及基本测量方法。

二、虚礼实验仪器及器材

双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表等仪器、集成电路741

三、实验原理与步骤

RC正弦波振荡主要讨论以下电路：二极管稳幅的RC桥式振荡器，RC移相式振荡器，场效应管稳幅的桥式振荡器和RC双T反馈式振荡器，只要按图示元件参数连接好电路，将仪器库中的示波器连接到振荡器的输出端VO，打开电源开关，即可观察到振荡器的输出正弦电压波形，通过这些电路，我们可以对RC振荡器的振荡条件，起振过程，稳幅措施以及选频网络的选频特性等做较深入研究。另外，还可以由示波器测出电路的振荡周期和振荡频率，然后与理论值加以比较，从而加深对基本理论的理解。

1、二极管稳幅的RC桥式振荡器

（1）输入如下电路

是一个二极管稳幅的RC桥式振荡电路，电路中R1，R2，C1，C2构成R，C串，并联选频网络。我们首先对选频网络进行选频特性分析，在Multisim主界面内重建选频网络电路如图7.8-2所示。

规定好电路的输入，输出节点，用仪器库的函数发生器在输入端加交流正弦电压（Vi幅值为5V，频率为10KHz。选择分析菜单中交流频率分析项分析选频网络后得幅频响应和相频响应曲线。

  （2）振荡电路中二极管D1，D2构成稳幅环节，调节R4可观察幅度条件改变对振荡的影响。控制开关S1的通，断（或者通断电源）可由示波器观察振荡器起振与稳幅过程。

（3）.输出最大不失真情况下，用交流毫伏表测量输出电压，反馈电压，分析研究震荡的条件。

（4.）断开二极管D1、D2，重复以上实验，并比较分析有何不同。

2、场效应管稳幅的RC桥式振荡器

 图7.8-5为一采用场效应管稳幅的RC桥式振荡器，在此电路中，由Q1，R3，R6构成稳幅环节。C3，R5，R7，R4，D1各元件组成输出电压负半波整流滤波电路，为N沟道结型场效应管Q1提供一可调的直流负偏压，以调整场效应管的沟道电阻。

  当电路连接完毕进行仿真实验时，可先调R5使Q1的栅偏压为零（栅极接地），再调整R6使电路产生振荡（此时输出电压波形失真较严重），此时再调节R5增加Q1的栅极负偏压值，输出电压波形失真会得到明显改善，直到满意为止。

   电路的起振与稳幅过程说明如下：电路起振时，输出电压为零，二极管D1截止，Q1栅偏压为零，沟道电阻小，放大器电压放大倍数大，因为电路满足振荡条件，所以输出电压波形幅值将由零开始急剧增大。随着输出电压幅值的增大，二极管D1导通，Q1的负栅压伴随着输出电压幅值增大而增大。受不断增大的负栅压影响，Q1的沟道电阻也在不断增大，与此同时受Q1沟道电阻增大的影响放大器的电压放大倍数也在不断减小。如果R6和R5参数调整合适，在输出电压峰值产生非线性失真之前，电路的环路放大倍数：AF由大于1减小到等于1。此时输出电压稳定，整个振荡电路的起振与稳幅过程结束。

 

第二篇：实验十一 集成电路RC正弦波振荡电路

实验十一 集成电路RC正弦波振荡电路

一、实验目的

    1.掌握桥式RC正弦波振荡电路的构成及工作原理。

    2.熟悉正弦波振荡电路的调整、测试方法。

    3.观察RC参数对振荡频率的影响，学习利用李沙育图形测定的振荡频率方法。

二、实验仪器

    1.双踪示波器

    2.低频信号发生器

    3.频率计

三、预习要求

    1.复习RC桥式振荡电路的工作原理。

    2.完成下列填空题：

(1)图11.1中，正反馈支路是由              组成，这个网络具有       特性，要改变振荡频率，只要改变     或       的数值即可。

(2)图11.1中，1R_P和R₁组成负反馈，其中      是用来调节放大器的放大倍数，使A_V≥3。

正弦波震荡电路必须具备两个条件：一必须引入反馈，而且反馈信号要能代替输入信号，这样才能在不输入信号的情况下自发产生正弦波震荡。二是要有外加的选频网络，用于确定震荡频率。因此震荡电路由四部分电路组成：1、放大电路，2、选频网络，3、反馈网络，4、稳幅环节。实际电路中多用LC谐振电路或是RC串并联电路（两者均起到带通滤波选频作用）用作正反馈来组成震荡电路。震荡条件如下：正反馈时，，所以平衡条件为，即放大条件，相位条件，起振条件。

本实验电路常称为文氏电桥震荡电路，由和组成电压串联负反馈，使集成运放工作于线性放大区，形成同相比例运算电路，由RC串并联网络作为正反馈回路兼选频网络。分析电路可得：。当时，有，设，有，。当时，，此时取稍大于3，便满足起振条件，稳定时。

四、实验内容

1.按图11.1接线。

2.用示波器观察输出波形。

思考：

(1)若元件完好，接线正确，电源电压正常，而V_O=0，原因何在?应怎么办？

(2)有输出但出现明显失真，应如何解决？

                                                                       。

3.用示波器的测量命令测上述电路输出频率，另外一种方法就是用李沙育图形法测定，测出V_O的频率f₀₁并与计算值比较。

理论     ，实际输出频率约为       Hz，峰值为约          伏。

图11.1

图11.3

由于A要大于3，即Rp2大于    KΩ时才起振，但此时放大倍数大于平衡条件，易于出现输出幅值过大而失真的现象，为改善这种现象，可适当加入稳幅环节，在Rp2两端并上6V稳压管，利用稳压管的动态电阻变化特性进行自调节。

4.改变振荡频率。

在实验箱上设法使文氏桥电容C₁=C₂=0.1μ。

注意：改变参数前，必须先关断实验箱电源开关在改变参数，检查无误后再接通电源。测f₀之前，应适当调节2R_P使V_O无明显失真后，再测频率。

理论       Hz，实际输出频率约为         Hz，峰值为约      伏。

5.测定运算放大器放大电路的闭环电压放大倍数A_uf

先测出图11.1电路的输出电压V_O值后，关断实验箱电源，保持2R_P及信号发生器频率不变，断开图11.1中"A”点接线，把低频信号发生器的输出电压接至一个1K的电位器上，再从这个1K电位器的滑动接点取V_i接至运放同相输入端。如图11.3所示调节V_i使V_O等于原值，测出此时的V_i值，

测出：V_i=      V， V_O=        V，则A_uf=V_O/V_i=       倍，理论值应为     倍。

6.自拟详细步骤，测定RC串并联网络的幅频特性曲线。

图11.2

断开同相放大器电路，并取。在同相输入峰峰值为3伏即峰值为1.5伏的正弦波，改变频率按下表测量A点输出（以下输出值为峰值）。

图11.4

表11.1

五、实验报告

1.电路中哪些参数与振荡频率有关?将振荡频率的实测值与理论估算值比较，分析产生误差的原因。

2.总结改变负反馈深度对振荡电路起振的幅值条件及输出波形的影响。

3.完成预习要求中第2、3项内容。

4.作出RC串并联网络的幅频特性曲线。