實驗五RC正弦波振蕩器

實驗五 RC正弦波振蕩器一．實驗目的學習文氏橋振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。學習振蕩電路的調(diào)整與測量振蕩頻率的方法。二．電路原理簡述從電路結(jié)構(gòu)上看，正弦波振蕩器實質(zhì)上是一個沒有輸入信號，但帶有選頻網(wǎng)絡的正反饋放大器。它由選頻網(wǎng)絡和放大器兩部分組成，選頻網(wǎng)絡由R、C串并聯(lián)組成，故振蕩電路稱為RC振蕩器，它可產(chǎn)生lHz--1MHz的低頻信號。根據(jù)RC電路的不同，可分為RC移項、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡、雙T選頻網(wǎng)絡等振蕩器。RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(文氏橋)振蕩器電路形式如圖5—1所示。其原理為：圖中的RC選頻電路，若把Ui看成輸入電壓，把Uo看成輸出電壓，則只有當f=fo=1/2∏RC，Uo和Ui才能同相位。且在有效值上Uo=3Ui，對該振蕩器電路而言．當電路滿足振蕩頻率f=fo=1/2∏RC，且放大電路的放大倍數(shù)︳Au︳>3時，就能產(chǎn)生一個穩(wěn)定的正弦波電壓Uo。圖5—1RC串并聯(lián)網(wǎng)絡振蕩器原理圖本實驗采用兩極共射極帶負反饋放大器組成RC正弦波振蕩器，實驗電路如圖5-2。電路特點：改變RC則可很方便的改變振蕩頻率，由于采用兩級放大及引入負反饋電路，所以能很容易得到較好的正弦波振蕩波形。其中：RF1=1kΩ，RW=150kΩ，增加Rf3=1kΩ,C2=C3=0.47μF，C7=C8=0.01μF，C1=10μF/25V，CE1=CE2=47μF/25V，RE1’=RE2’=10Ω，RF2=51Ω，RC1’=RE1”=120Ω，RC2=RS=RE2”=470Ω，RB22=1kΩ，RB21=1.5kΩ，RB1=10kΩ，T1=T2=9013，外接電阻R=2k三．實驗設備名稱數(shù)量型號直流穩(wěn)壓電源1臺0～30V可調(diào)低頻信號發(fā)生器1臺示波器1臺晶體管毫伏表1只萬用表1只反饋放大電路模塊1塊ST2002四.實驗內(nèi)容與步驟1.RC振蕩電路的調(diào)整1）按照圖5-2電路原理，選用“ST2002反饋放大電路”模塊，熟悉元件安裝位置，開始接線,此電路中D和0V兩點不要連接，檢查連接的實驗電路確保無誤后，在穩(wěn)壓電源輸出為12V的前提下對實驗電路供電。2）在A，B斷開（無負反饋）情況下，調(diào)整放大器靜態(tài)工作點，使其Vc1=8V左右，工作點調(diào)好后斷開電源然后將A，B短接（引入負反饋），按照電路原理圖接上R、C電阻和電容（選頻網(wǎng)絡），連接F,I兩點，組成文氏振蕩器。3）用示波器觀察輸出波形，若無振蕩波形可調(diào)節(jié)RF1，直至輸出為穩(wěn)定不失真的正弦波為止。文氏振蕩器的振蕩頻率f，滿足下式fo=1/2∏RC2.測量振蕩頻率及輸出電壓在E端用示波器觀察輸出的正弦波波形。然后用交流毫伏表測出輸出電壓VO，在示波器上讀出振蕩頻率的周期填入表5—1中，并與計算值相比較。輸出電壓VO的振蕩周期振蕩頻率輸出電壓VO(V)掃描時間長度T測計算值f實測值fus/cmcmus測量負反饋放大電路的放大倍數(shù)Avf。斷開RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡與放大電路輸入端之間的連線F,I兩點，用信號發(fā)生器給放大器輸入端，（即I端）送一個和所測振蕩頻率相同的信號電壓，并使輸出端（E端）電壓VO的大小及波形與原來振蕩時也完全相同。測出此時的輸入電壓Vi、輸出電壓VO、填入表5--2中，然后計算放大器的放大倍數(shù)Avf，驗證此時是否滿足Af≥3的條件。表5-2，ViVOAvf4、測量RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡的幅頻特性將RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡與放大電路斷開，即F,I兩點間的連線斷開，同時斷開直流12V電源，用信號發(fā)生器產(chǎn)生一個Vi=3V的正弦波信號，從E點輸入到RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡，保持輸入信號3V不變，頻率按表5-3由低至高變化，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡的輸出端F點的幅值將隨之變化，當信號源達到某一頻率時，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡的輸出端F點的幅值將達到最大值（約1V左右），且輸入、輸出電壓同相位，此時的信號頻率為f=fo=1/2∏RC。測出在不同頻率時的Vi值，填入表5-3，并按相位關系畫出Vi和VO的波形。頻率F端電壓F端