(2.6.1)--模拟实验六正弦波振荡电路-冯宇平.ppt

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1、模拟实验六、正弦波振荡电路电子技术实验系列课程一、实验目的1.掌握利用集成运放构成正弦波振荡电路的组成及工作原理。2.学会RC桥式正弦波振荡电路的结构组成、参数设计、调试及性能指标的测试方法。模拟实验六：正弦波振荡电路二、实验仪器与元器件（1）模拟实验箱 （2）数字双踪示波器、函数发生器（3）数字万用表 （4）电阻、电容、二极管、电位器、导线若干（5）通用集成运放A741或LM324或AD620或AD705J 模拟实验六：正弦波振荡电路三、实验原理 振荡器是自动地将直流能量转换为一定波形参数的交流振荡信号的装置。根据波形的不同可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。常用的RC桥式正弦波振荡电路如图

2、3-6-2所示，主要包括RC串并联选频网络和同相比例放大电路组成。RC参数决定了振荡频率，正弦波需要起振和稳定的工作，必须满足起振条件和平衡条件。模拟实验六：正弦波振荡电路模拟实验六：正弦波振荡电路三、实验原理起振条件为：平衡条件为：振荡频率为：图3-6-2 RC桥式正弦波振荡电路模拟实验六：正弦波振荡电路四、实验内容 设计一个RC桥式正弦波振荡电路，要求振荡频率f=1kHz，振荡频率测量值与理论值相对误差小于5%，输出波形幅值大于1V，振荡波形对称，无明显非线性失真。模拟实验六：正弦波振荡电路四、实验内容1、RC选频网络参数的确定 按图3-6-2 RC桥式正弦波振荡电路可知，输出正弦波频率由

3、选频网络RC确定。注意由于输入运放电容的影响，电容C的选择不易过小，如C1nF以上。可以先固定C=0.1uF，根据振荡频率公式，振荡频率f=1kHz时，R=1.5k。模拟实验六：正弦波振荡电路四、实验内容1、RC选频网络参数的确定 同时为了使得输入RC选频网络的选频特性尽量不受集成运放输入电阻Ri和输出电阻Ro的影响，电阻R还应该满足：RiRRo。一般集成运放输入电阻Ri为几百k以上，输出电阻Ro为几百以下，常用集成运放uA741输出电阻为75。因此电阻R阻值可为几k到几十k。最后选择C=0.1uF，R=1.5k。模拟实验六：正弦波振荡电路四、实验内容2、同相比例放大电路参数的确定 根据起振条

4、件 和平衡条件 ，固定电阻无法同时满足起振条件和平衡条件，因此图3-6-2需要进行改动，设计电路为图3-6-3。模拟实验六：正弦波振荡电路四、实验内容图3-6-3 设计的RC桥式正弦波振荡电路由起振条件，有电阻R1和R2（Rf）应满足R22R1，通常取这样既能保证起振，也不致产生严重的波形失真。此外，为了减少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326uA74147模拟实验六：正弦波振荡电路四、实验内容3、稳幅环节的确定电路中稳幅环节由2个正反向并联的二极管D1、D2和电阻R2并联组成。利用二极管的正向动态电阻的非线性实现稳幅，同时为了减少因二极管特性的非线性引起的波形失真，在

5、二极管两端并联小电阻R2，这是一种最简单易行的稳幅电路。图3-6-3 设计的RC桥式正弦波振荡电路326uA74147模拟实验六：正弦波振荡电路四、实验内容3、稳幅环节的确定在选定稳幅元器件时，稳幅二极管D1和D2应选用特性一致的硅管，我们采用硅管1N4148；R2的取值不能过大（过大对削弱波形失真不利），也不能过小（过小稳幅效果差），通常R2取(2-8)k即可。图3-6-3 设计的RC桥式正弦波振荡电路326uA74147模拟实验六：正弦波振荡电路四、实验内容3、稳幅环节的确定设输出电压幅值为UOPP，平衡条件满足时，有设流过电阻R1的电流为IR1，也不易太大和太小。则电阻R1取值 图3-6

6、-3 设计的RC桥式正弦波振荡电路326综合考虑，取电阻 uA74147模拟实验六：正弦波振荡电路五、实验验证1、按图3-6-3在实验箱上连接电路，确定无误后，接通电源（7和4分别接正负12V电源）。2、用示波器观察输出有无正弦波电压输出，若无输出，调节RP使Uo在示波器上出现无明显失真的正弦波。3、利用示波器读取无失真的正弦波幅值及频率。模拟实验六：正弦波振荡电路五、实验验证uA741图3-6-3 设计的RC桥式正弦波振荡电路3267和4分别接正负12V电源模拟实验六：正弦波振荡电路五、实验验证4、利用李沙育比较法测量输出电压频率。将信号发生器的输出UR接到双踪示波器的X输入端（1通道），将正弦波振荡器的输出Uo接入双踪示波器的Y输入端（2通道），示波器时基模式改为XY模式，调节UR的频率，当UR与Uo的频率相同时，示波器显示一个完整的圆形，此时UR的频率即为Uo的频率。5、测量Uo无明显失真时RP的变化范围（起振时和最大不失真时）。模拟实验六、正弦波振荡电路电子技术实验系列课程