实验六 RC桥式正弦波振荡器.doc

实验六RC桥式正弦波振荡器
一、实验目的
1．研究RC桥式振荡器中RC串、并联网络的选频特性。
2．研究负反馈网络中稳幅环节的稳幅功能。
3．掌握RC桥式振荡器的工作原理及调测技术。
二、实验原理
RC桥式振荡器的实验电路如实验六RC桥式正弦波振荡器
一、实验目的
1．研究RC桥式振荡器中RC串、并联网络的选频特性。
2．研究负反馈网络中稳幅环节的稳幅功能。
3．掌握RC桥式振荡器的工作原理及调测技术。
二、实验原理
RC桥式振荡器的实验电路如图1所示。
图（b）Multisim仿真电路图
图1 RC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。
1．RC串并联正反馈网络的选频特性。
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）。
ω
φF
-90°
90°
图4 相频特性曲线
图3 幅频特性曲线
ω0
1/3
ω
ω0
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。
iD
vD
ID2
ID1
VD1
VD2
Q1
Q2
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