RC正弦波振荡器设计实验.docx

RC正弦波振荡器设计实验3.14 RC正弦波振荡器 一实验目的 1 掌握RC正弦波振荡器的设计方法 2 掌握RC正弦波振荡器的调试方法 二实验原理 振荡电路有RC正弦波振荡电路、桥式振荡电路、移相式振荡电路和双T网络式振荡电路等多种形式。其中应用最广泛的是RC桥式振荡电路，电路如图3-14-1所示： D1R3R2D2R1-+UoRCRC图3-14-1 RC桥式振荡电路 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f0、R1、Rf形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，D1、D2是稳幅元件。 该电路的振荡频率 f0=起振幅值条件 1 2pRCRfR1 3-14-1 Av=1+³3 3-14-2 式中 Rf=R2+R3/rd ，rd为二极管的正向动态电阻 2 电路参数确定 确定R、C值 根据设计所要求的振荡频率f0，由式3-14-1先确定RC之积，即 RC=1 2pf0 3-14-3 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Ri和输出电阻Ro的影响，应使R满足下列关系式：Ri>>R>>Ro 一般Ri约为几百千欧以上，而Ro仅为几百欧以下，初步选定R之后，由式3-14-3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 确定R1、Rf 电阻R1和Rf应由起振的幅值条件来确定，由式3-14-2可知Rf2R1通常取Rf=R1，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=R1/Rf 确定稳幅电路 通常的稳幅方法是利用Av随输出电压振幅上升而下降的自动调节作用实现稳幅。图3-14-1中稳幅电路由两只正反向并联的二极管D1、D2和电阻R3并联组成，利用二极管正向动态电阻的非线性以实现稳幅，为了减小因二极管特性的非线性而引起的波形失真，在二极管两端并联小电阻R3。实验证明，取R3rd时，效果最佳。 三实验任务 1预习要求 复习RC正弦波振荡电路的工作原理。 掌握RC桥式振荡电路参数的确定方法 2 设计任务 设计一个RC正弦波振荡电路。其正弦波输出要求： 振荡频率：1kHz，振幅稳定，波形对称，无明显非线性失真 * 振荡频率：500Hz2kHz可调，其余同 四实验报告要求 1 简述电路的工作原理和主要元件的作用 2 电路参数的确定 3 整理实验数据，并与理论值比较，分析误差产生的原因 4 调试中所遇到的问题以及解决方法 五思考题 1 在RC桥式振荡电路中，若电路不能起振，应调整哪个参数？若输出波形失真应如何调整？ 2 简述图3-14-1中D1和D2的稳幅过程。 3 在本实验中，对D1和D2的选取有何要求？ 六仪器与器件 仪器： 同实验2 单管 器件： 集成运算放大器A741 二极管 1N4001 电阻 瓷片电容 若干