厦门大学电子技术实验九集成运算放大器组成的rc文氏电桥振荡器.doc

实验报告实验名称:实验九集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器系别:班号:实验组别:实验者姓名:学号:实验日期:实验报告完成日期:指导教师意见:目录二、实验原理 3三、实验仪器 5四、实验内容及数据 51、电路分析及参数计算 52、振荡器参数测试 73、振幅平衡条件的验证 84、观察自动稳幅电路作用 9五、误差分析 10六、实验总结 11一、;。二、:当放大器引入正反馈时,电路可能产生自激振荡,因此,一般振荡器都由放大器和正反馈网络组成。其框图如图1所示。振荡器产生自激振荡必须满足两个基本条件:(1)振幅平衡条件:反馈信号的振幅应该等于输入信号的振幅,即VF=Vi或|AF|=1(2)相位平衡条件:反馈信号与输入信号同相位,其相位差应为:(n=0、1、2……)-并联网络的选频特性:RC串-并联网络如图2(a)所示,其电压传输系数为:当R1=R2=R,C1=C2=C时,则上式为:若令上式虚部为零,即得到谐振频率fo为:当f=fo时,传输系数最大,相移为0,即:Fmax=1/3,传输系数F的幅频特性相频特性如图2(b)(c)所示。由此可见,RC串—并联网络具有选频特性。对频率fo而言,为了满足政府平衡条件|AF|=1,要求放大器|A|=3。为满足相位平衡条件:,要求放大器为同相放大。:由运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器原理图如图3所示,负反馈系数为:在深度负反馈情况下:因此,改变RF或者R1就可以改变放大器的电压增益。由振荡器起振条件,要求|AF(+)|>1,当起振后,输出电压幅度将迅速增大,以至进入放大器的非线性区,造成输出波形产生平顶削波失真现象。为了能够获得良好的正弦波,要求放大器的增益能自动调节,以便在起振时,有|AF(+)|>1;起振后,有|AF(+)|=1,达到振幅平衡条件。由于负反馈放大器的增益完全由反馈系数VF(-)决定。因此,若能自动改变RF和R1的比值,就能自动稳定输出幅度,使波形不失真。三、实验仪器1、示波器1台2、函数信号发生器1台3、直流稳压电源1台4、数字万用表1台5、多功能电路实验箱1台6、交流毫伏表1台四、实验内容及数据1、电路分析及参数计算:分析图6电路中,运算放大器和RF1,RF2及Rw构成同相放大器,调整Rw即可调整放大器的增益;RC串——并联网络构成选频网络;选频网络的输出端经R2、R3构成分压电路分压送运算放大器的同相端,构成正反馈,D1,D2为稳伏二极管。在不接稳伏二极管时,在谐振频率点,正反馈系数为:而负反馈系数为:为保证电路能稳定振荡,则要求:F(+)=F(-),由此,根据电路参数,计算Rw的理论值;Rw=(2)同相放大器的电压增益AVF=33;(3)电路的振荡频率fo=;仿真电路图:2、振荡器参数测试:(1)按图6搭接电路,(D1、D2不接,K拨向1)经检查无误后,接通+12V电源。(2)调节Rw,用示波器观察输出波形,在输出为最佳正弦波,测量输出电压Vp-p。Vp-p=(3)测量Rw值;Rw=:(4)用李萨茹波形测量振荡频率;李萨茹波形测量信号频率方法:将示波器CH1接振荡器输出,CH2接信号发生器正弦波输出,令示波器工作在“外扫描X-Y”方式;当调节信号发生器频率时,若信号发生器频率与振荡器频率相同时,示波器将出现一椭圆;通过此方法可测量未知信号频率。f=:3、振幅平衡条件的验证:在振荡器电路中,调节Rw,使输出波形为正弦波时,保持Rw不变,将开关K拨向2位置,则,即输入正弦信号(频率为振荡频率,峰-峰值Vip-p=100mV)则电路变为同相放大器,用毫伏表测量Vi、Vo、VA、VF,填入表1;将电路恢复为振荡器(开关K拨向1位置),调节Rw,使输出波形略微失真,再将开关拨向位置2,电路又变为同相放大器,用毫伏表测量Vi、Vo、VA、VF,填入表1;将电路恢复为振荡器(开关K拨向1位置),调节Rw,使输出波形停振,再将开关拨向2位置,电路又变为同相放大器,用毫伏表测量Vi、Vo、VA、VF,填入表1;表1 振幅平衡条件验证