欧阳育创编 2021.02.04 欧阳育创编 2021.02.04
综合设计 正弦波振荡器的设计与
测试
一． 时间：2021.02.04 创作：欧阳育 二． 实验目的
1． 掌握运用2． 掌握3． 熟悉4． 观察
Multisim 设计RC振荡电路的设计方法
RC正弦波振荡器的电路结构及其工作原理 RC正弦波振荡器的调试方法
RC参数对振荡器的影响，学习振荡器频率的测定方
法
三．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：
AF?1起振条件为|AF|?1
....写成模与相角的形式：|AF|?1?A??F?2n?（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
f0。R1、Rf形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，D1、
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D2是稳幅元件。
该电路的振荡频率：
Av?1?RfR1?3f0=
12?RC①起振幅值条件：
②
，rd为二极管的正向动态电阻
式中Rf?R2?R3//rd2． 电路参数确定
（1）
根据设计所要求的振荡频率之积，即
1RC=2?f0f0，由式①先确定RC
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R1、Rf：电阻R1、Rf由起振的幅值条件来确定，由式②可知Rf≥2R1 ， 通常取Rf=（2.1~2.5）
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
（3）
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1中稳幅电路由两只正反向并联的二极管D1、D2和电
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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R3≈rd时，效果最佳。
四．实验任务
1．预习要求
（1） （2）
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：
（1）
振荡频率：接近500Hz或1kHz左右，振幅稳定，波形对称，无明显非线性失真
（2）* 振荡频率：50Hz~1kHz可调，其余同（1）
五．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 六．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-1
中D1和D2的稳幅过程。
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RC正弦波振荡器设计实验之欧阳育创编
