RC桥式正弦波振荡器.doc

。。。。二、实验原理RC桥式振荡器的实验电路如图1所示。图(a)-+(b)Multisim仿真电路图图1RC桥式振荡器该电路由三部分组成:作为基本放大器的运放;具有选频功能的正反馈网络;具有稳幅功能的负反馈网络。。电路结构如图2所示。一般取两电阻值和两电容值分别相等。由分压关系可得正反馈网络的反馈系数表达式:令,则上式为--+图2+由上式可得RC串并联正反馈网络的幅频特性和相频特性的表达式和相应曲线(如图3和图4所示)。ωφF-90°90°图4相频特性曲线图3幅频特性曲线ω01/3ωω0 由特性曲线图可知,当ω=ω0时,正反馈系数达最大值为1/3,且反馈信号与输入信号同相位,即φF=0,满足振荡条件中的相位平衡条件,此时电路产生谐振ω=ω0=1/RC为振荡电路的输出正弦波的角频率,即谐振频率fo为当输入信号的角频率低于ω0时,反馈信号的相位超前,相位差φF为正值;而当输入信号的角频率高于ω0时,反馈信号的相位滞后,相位差φF为负值。2、带稳幅环节的负反馈支路由上分析可知,正反馈选频网络在满足相位平衡的条件下,其反馈量为最大,是三分之一。因此为满足幅值平衡条件,这样与负反馈网络组成的负反馈放大器的放大倍数应为三倍。为起振方便应略大于三倍。由于放大器接成同相比例放大器,放大倍数需满足=1+,故2。为此,线路中设置电位器进行调节。为了输出波形不失真且起振容易,在负反馈支路中接入非线性器件来自动调节负反馈量,是非常必要的。方法可以有很多种。有接热敏电阻的,有接场效应管的(压控器件),本实验是利用二极管的非线性特性来实现稳幅的。其稳幅原理可从二极管的伏安特性曲线得到解答。如图5所示。iDvDID2ID1VD1VD2Q1Q2图5在二极管伏安特性曲线的弯曲部分,具有非线性特性。从图中可以看出,在Q点,PN结的等效动态电阻为;而在Q点,PN结的等效动态电阻为;显然,>;也就是说,当振荡器的输出电压幅度增大时,二极管的等效电阻减少,负反馈量增大,从而抑制输出正弦波幅度的增大,达到稳幅的目的。通过Rp调节负反馈量,将振荡器输出正弦波控制在较小幅度,正弦波的失真度很小,振荡频率接近估算值;反之则失真度增大,且振荡频率偏低。这是在实验中应当注意的。三、,理解实验电路的工作原理。=1600Hz且取R=10kΩ,计算电容C取多大值(取标称值)?=5fo和f=fo时,vf与vi相位差的值。。??四、(b)建立仿真电路,用示波器观察输出波形。注意在调整RP大小的时候,将调整幅度Increment由原来系统默认的5%减小到1%,否则增益太大,不能获得较为理想的输出正弦波。,电压负反馈电路的电压放大倍数要略大于3,调节电位器Rp,使电路起振且输出良好(尽可能取小的幅值,使输出