RC正弦波振蕩電路

1、RC正弦波振蕩電路1 .技術指標i.i初始條件直流可調(diào)穩(wěn)壓電源一臺、萬用表一塊、面包板一塊、元器件若干、剪刀、鑲子等必備工具設計、組裝、調(diào)試RC正弦波振蕩電路電路，使其能產(chǎn)生幅度穩(wěn)定的低頻振蕩。1.2技術要求設計、組裝、調(diào)試RC正弦波振蕩電路電路，使其能產(chǎn)生幅度穩(wěn)定的低頻振蕩2 .設計方案及其比較2.1 方案一RC文氏電橋振蕩器：電路結構：放大電路，選頻網(wǎng)絡，正反饋網(wǎng)絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四個部分。電路如圖A所示：放大電路電路中噪聲的電磁干擾就是信號來源，不過此頻率信號非常微弱。這就要求振蕩器在起振時做增幅振蕩，既起振條件是|AF|>1o放大電路保證電路能夠有從起振到動態(tài)平衡的過程，使電路獲得一定

2、幅值的輸出量，本設計采用通用集成運放電路。選頻網(wǎng)絡兼正反饋網(wǎng)絡RC串并聯(lián)網(wǎng)絡使電路產(chǎn)生單一的頻率振蕩，本設計要求產(chǎn)生500Hz的正弦波，采用RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡，中心頻率f0=500Hz,=1/RC,則f0=1/2冗RC故選取C=0.2uF,故R=1.6K另外還增加了R1和RF負反饋網(wǎng)絡，合理的選擇R1和RF可以保證環(huán)路增益大于一。電壓放大倍數(shù)A=1+(RF/R1),因為產(chǎn)生振蕩的最小電壓放大倍數(shù)為3,所以RF>=2R1通過仿真，我選擇R1=5K,RF=20K勺滑動電阻。開始波形失真很嚴重，當調(diào)到35%就是大約7K時，出現(xiàn)失真很小的正弦波，測得周期為2.16ms,頻率F=1000/2.16

3、=463KH,誤差較小，基本符合要求。仿真波形如下圖B所示圖BRC文氏電橋振蕩器仿真波形圖穩(wěn)幅環(huán)節(jié)作用是使輸出信號的幅值穩(wěn)定，本實驗采用雙向并聯(lián)二極管作為穩(wěn)幅電路,利用電流增大時二極管動態(tài)電阻減小，電流減小時二極管動態(tài)電阻增大的特點,加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定。2.2 方案二電路結構電：由反向輸入比例放大器，電壓跟隨器，和三節(jié)RC相移網(wǎng)絡組成。電路如圖C所示:圖CRC移相振蕩器原理圖電路原理：放大電路的相移為-180度，利用電壓跟隨器的阻抗變換作用減小放大電路輸入電阻R1對RC相移網(wǎng)絡的影響。為了滿足相位平衡條件，要求反饋網(wǎng)絡的相移為-180度，由RC電路的頻率響應可知。一節(jié)RC電路的

4、最大相移不超過正負90度，兩節(jié)也不超過正負180度，而RC高通電路的頻率也很低，此時輸出電壓已接近零，也不能滿足振蕩電路的相移平衡條件。對于三節(jié)RC電路，相移接近正負270度，有可能在一特定頻率下滿足條件，然后選取合理的器件參數(shù)，滿足起振條件和振幅平衡條件，電路就會產(chǎn)生振蕩。起振條件：由電路的起振條件|AF|>1,經(jīng)過計算可得|A|=(R2/R1)>=29時，電路產(chǎn)生振蕩。本實驗取R2=30K,R1=3K2.3 方案三雙T選頻網(wǎng)絡振蕩電路：其原理圖如圖D所示圖D雙T選頻網(wǎng)絡振蕩電路原理圖電路的振蕩頻率為f=1/5RC,起振條件是R一撇小于0.5R,|A|>1。2.4 方案比較

5、RC文氏電橋振蕩器輸出幅度穩(wěn)定；非線性失真??；易于起振；易于調(diào)節(jié)，一般用于低頻電路。移相式振蕩電路的主要優(yōu)點是結構比較簡單，經(jīng)濟方便。但波形較差，調(diào)節(jié)不便，不夠穩(wěn)定，一般用于固定頻率，要求不高的場合。雙T選頻網(wǎng)絡振蕩電路調(diào)頻比較困難，適合產(chǎn)生單一頻率的電路。3 .實驗方案RC文氏電橋振蕩器電路結構：放大電路，選頻網(wǎng)絡，正反饋網(wǎng)絡和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四個部分。電路如圖E圖ERC文氏電橋振蕩器放大電路電路中噪聲的電磁干擾就是信號來源，不過此頻率信號非常微弱。這就要求振蕩器在起振時做增幅振蕩，既起振條件是AF>1。放大電路保證電路能夠有從起振到動態(tài)平衡的過程，使電路獲得一定幅值的輸出量，本設計采用通用集

6、成運放電路。選頻網(wǎng)絡兼正反饋網(wǎng)絡本電路選頻網(wǎng)絡兼正反饋網(wǎng)絡為RC串并聯(lián)網(wǎng)絡使電路產(chǎn)生單一的頻率振蕩，本設計要求產(chǎn)生482Hz的正弦波，采用RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡，中心頻率f0=482Hz,=1/RC,則f0=1/2ttRC故選取C=0.033uF,故R=10k另外還增加了R1和RV1負反饋網(wǎng)絡，合理的選擇R1和RF可以保證環(huán)路增益大于一。電壓放大倍數(shù)A=1+(RF/R1),因為產(chǎn)生振蕩的最小電壓放大倍數(shù)為3,所以RF>=2R1我選擇R1=10K,RV1=50K勺滑動電阻。穩(wěn)幅環(huán)節(jié)作用是使輸出信號的幅值穩(wěn)定，本實驗采用雙向并聯(lián)二極管作為穩(wěn)幅電路利用電流增大時二極管動態(tài)電阻減小，電流減小時二極管

7、動態(tài)電阻增大的特點,加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定。4,調(diào)試過程及結論仿真和調(diào)試開始波形失真很嚴重，當調(diào)到35%就是大約20K時，出現(xiàn)失真很小的正弦波，測得周期為2.14ms,頻率f=1000/2.14=467.3Hz,誤差較小，基本符合要求。仿真如圖F所示圖F實驗仿真圖按照原理圖，在面包板上連接好電路。如圖G所示圖G實驗連線圖然后插上正負15V電源，連接好地端，輸出端接上示波器。先把滑動變阻器調(diào)到最大，然后慢慢調(diào)小。一開始的時候始終調(diào)節(jié)不出波形，后來經(jīng)檢查才發(fā)現(xiàn)有一個電阻接錯地方，改正之后馬上就出來波形了。最后調(diào)到20歐姆的時候出現(xiàn)失真較小的正弦波，此時頻率為369HZ；波形如此H所示圖

8、H實驗波形圖設計結論理論的頻率為f0=1/2ttRC就算結果為480HZ,時間頻率為369Hz比理論值5 .心得體會這次電路最主要的參考文獻是模擬電子電路，我們是這個學期才開始學習的模電，學的時候很難，也很反感模電。有的時候甚至不知道學模電的意義何在，因為老師講的幾乎聽不懂，后來直到要期末了才勉強一知半解，最后剛剛可以過關?？墒墙?jīng)過這次實踐才發(fā)現(xiàn)自己錯了，模電真的很有用。這幾天猛地扎進模電書里才了解了很多知識，才發(fā)現(xiàn)模電其實沒有那么難，學以致用之后感覺還有點趣味，現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)模電的真正意義。實驗進行了兩周左右，感覺難度不是特別大，花的時間也還正常，幾乎沒有影響期末的復興，但是確實學會了很多東西，

9、自己受益匪淺。第一：我覺得從中學到了查找資料的方法，加強了自己自主學習的能力。面對這個實驗，自己還是有很多東西不知道的，比如設計方案的詳細原理，模電只是提供了基本原理，真正的實踐方案還是自己到網(wǎng)上尋找資料，然后再加上自己的修改和取精，最后才能得出自己的東西。第二：在兩周的實訓中加強了自己的動手能力，學會了很多處理故障的辦法和思想，也得到了不少快樂。與同學的交流和互助讓我體會到了濃濃的同學感情，原來大學并不是我們感覺的那么冷漠，只是我們交流的機會太少了，感謝這次實訓給我和同學一個很好交流的機會。另一方面書本的知識得到了鞏固，實訓中提高了自己對知識的興趣。第三：我覺得最主要的是從中學到了書寫標準報告的辦法，第一次書寫這么嚴格而標準的報告，感覺很多地方都不懂，通過一步步的摸索還是得到了不少東西，這對于以后我們的學習很有幫助。兩周的實訓結束了，我希望以后更多的進行