实验十四+rc正弦波振荡器.doc

实验十四RC正弦波振荡器学院:信息科学与技术学院专业:电子信息工程姓名:刘晓旭学号:。。,,低频信号发生器,频率计,毫伏表,,放大电路A和反馈网络F,如图9-1所示。由于振荡电路不需要外界输入信号,因此,通过反馈网络输出的反馈信号Xf就是基本放大电路的输入信号Xid。该信号经基本放大电路放大后,输出为Xo,若能使Xf与Xid大小相等,极性相同,构成正反馈电路,那么这个电路就能维持稳定的输出。因而,Xf =Xid可引出正弦振荡条件。由方框图9-1可知:Xo=AXId而当时,则有:AF=1              上述条件可写成 |AF|=1,称幅值平衡条件。即放大倍数A与反馈系数F乘积的模为1,表明振荡电路已经达到稳幅振荡,但若要求电路能够自行振荡,开始时必须满足|AF|>1的起振条件。由 Xf与Xid极性相同,可得:φA+φF=1  称相位平衡条件即放大电路的相角和反馈网络的相角之和为,其中n为整数。要使振荡电路输出确定频率的正弦信号,电路还应包含选频网络和稳幅电路两部分。选频电路的作用使单一频率的信号满足振荡条件,稳幅电路能保证电路的输出幅度是稳定不失真的,这两部分电路通常可以是反馈网络,或放大电路的一部分。RC正弦振荡电路也称为文氏桥振荡电路。它的主要特点是利用RC串并联网络作为选频和反馈网络。如图9-2所示:由串并联网络的幅频特性,可知当信号频率为fo=时,选频网络的相角为0度,传递系数为1/3。所以,要满足正弦振荡条件,要求放大电路的相角为0度,传递系数稍大于3。故实验中的放大电路采用同相比例电路。-2连线,注意电阻1RP=R,需预先调好再接入。,使电路产生正弦振荡,用示波器观察输出波形。。解:当电位器是2k时,波形如下图所示,,,输出衰减信号。思考:(1)若元件完好,接线正确,电源电压正常,而Uo=0,原因何在?应如何解决?(2)若有输出但有明显失真,应如何解决?4、用频率计测量上述电路输出波形频率。若无频率计,可按图3电路接线,用李萨如图形法测定Uo的频率f0,并与计算值进行比较。也可以直接利用示波器来测信号的频率。图3李萨如图形法测信号频率测量图5、改变串并联电路的参数,调节2Rp,并使电路产生正弦振荡。用示波器观察其输出波形,然后测出振荡频率。注意:改变参数前,必须先关断电源开关,检查无误后再接通电源。测f0之前,应适当调节2Rp,用示波器观察,使Uo无明显失真后,再测定频率。6、放大电路电压放大倍数Auf的测定(1)用毫伏表先测出图2电路的输出电压Uo后,再测量出运放同向输入端的电压Ui值,根据下式计算(2)然后关断实验箱电源,保持2Rp不变,从“A”点处断开实验电路,把低频信号发生器输出电压(频率同上述实验的产生频率)接至运放的同向输入端,调节Ui使Uo等于原值,则:(3)比较上述放大倍数有何误差,并进行分析。7、自拟详细的实验步骤,测定RC串并联网络的幅频特性曲线。解:(1)按图2连线,令电阻1Rp=R调好后接入电路。(2)当2Rp的接入系数大于19%时电路满足起振条件,可产生正弦振荡,在2Rp的接入系数等于19%时电路的输出波形为稳定的等幅振荡,用示波器观察输出波形如下所示:测量输出电压值:仿真结果----------Uo=(3)断开RC串并联电路与同向比例电路的连接,测量RC串并联电路的幅频特性的电路图如下所示:测得RC串并联电路的幅频特性如下所示:仿真结果:中心频率、上限截止电压下限截止电压理论计算可得:中心频率仿真误差-----中心频率思考:(1)若元件完好,接线正确,电源电压正常,而Uo=0,原因何在?应如何解决?电路不满足|AF|>1的起振条件,所以电路没有产生正弦振荡,所以没有电压输出,即Uo=0。应该调节2Rp,增大2Rp的接入系数,使电路满足|AF|>1的起振条件,产生正弦振荡。(2)若有输出但有明显失真,应如何解决?调节2Rp,减小2Rp的接入系数,输出波形的失真就会随之减小,调节到合适位置,电路就会产生的振荡波形就没有失真了。、频率不同的简谐信号合成时,合振动的轨迹与分振动的频率,初相位有关。当两个分振动的频率成简单整数比时,将合成稳定的封闭轨道,称为李萨如图形。由于李萨如图形与分振动的频率比有关,因此通过李萨如图形和已知频率的信号,可以精确测量出未知信号的频率,其计算公式为其中,Nx,Ny分