rc文氏电桥振荡电路实验报告

R C文氏电桥振荡电路

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RC文氏电桥振荡器的电路如图1所示，RC串并联网络是正反馈网络，由运算放大器、R3和R4负反馈网络构成放大电路。

C1R1和C2R2支路是正反馈网络，R3R4支路是负反馈网络。C1R1、C2R2、R3、R4正好构成一个桥路，称为文氏桥。

图1 RC文氏电桥振荡器

RC串并联选频网络的选频特性

RC串并联网络的电路如图2所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。

图2 RC串并联网络

RC串并联网络的传递函数为

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式（1）

当输入端的电压和电流同相时，电路产生谐振，也就是式（1）是实数，虚部为0。令式（1）的虚部为0，即可求出谐振频率。

谐振频率

对于文氏RC振荡电路，一般都取R=R1 = R2，C=C1 = C2时，于是谐振角频率:

频率特性幅频特性

相频特性

文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。

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(a) 幅频特性曲线 (b) 相频特性曲线

图3 RC串并联网络的频率响应特性曲线

反馈系数当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数

当满足R=R1 =

实验八 RC正弦波振荡器

一．实验目的

1．进一步学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件。 2．学会测量、调试RC正弦波振荡器振荡器。

二．实验原理

从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大器。若用R、C元件组成选频网络，就称为RC振荡器，一般用来产生lHz～1MHz的低频信号。

RC串并联网络（文氏桥）振荡器 电路型式如图15—2 所示。 振荡频率 f0?起振条件

1 2?RC??3 A电路特点 可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。

图15—2 RC串并联网络振荡器原理图

注：本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC正弦波振荡器。

三．实验设备与器件

1．＋12V直流电源； 3．双踪示波器（自备）； 5．直流电压表；

7．电阻、电容、电位器等。

2．函数信号发生器； 4．频率计；

6．3DG12 × 2或 9013 × 2；

四．实验内容

1.负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响

（1）连接实验电路，接通?12V电源，输出端接示波器。

（2）调节电位器R5，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。描绘uo的波形，记下临界起振，正弦波输出及失真

第七章 正弦波振荡电路

正弦波振荡电路是用来产生一定频率和幅度的正弦交流信号的电子电路。它的频率范围可以从几赫兹到几百兆赫兹,输出功率可能从几毫瓦到几十千瓦。广泛用于各种电子电路中。在通信、广播系统中,用它来作高频信号源；电子测量仪器中的正弦小信号源,数字系统中的时钟信号源。另外，作为高频加热设备以及医用电疗仪器中的正弦交流能源。

正弦波振荡电路是利用正反馈原理构成的反馈振荡电路，本章将在反馈放大电路的基础上，先分析振荡电路的自激振荡的条件，然后介绍LC和RC振荡电路，并简要介绍石英晶体振荡电路。

第一节 振荡电路概述

在放大电路中，输入端接有信号源后，输出端才有信号输出。如果一个放大电路当输入信号为零时，输出端有一定频率和幅值的信号输出，这种现象称为放大电路的自激振荡。

一、 振荡电路框图

图7-1为正反馈放大器的方框图，在放大器的输入端存在下列关系：

Xi=Xs+Xf (7-1)

其中Xi为净输入信号，且

F?XXfo 及 A?XoXi

正反馈放大器的闭环增益

Af?XoXs?AXiXi?Xf?AXiXi?AFXi

最后

石英晶体振荡电路

石英晶体谐振器, 简称石英晶体, 具有非常稳定的固有频率。 对于振荡频率的稳定性要求高的电路, 应选用石英晶体作选频网络。 一、石英晶体的特点

将二氧化硅（SiO2）结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片, 再将晶片两个对应的表面抛光和涂敷银层, 并作为两个极引出管脚, 加以封装, 就构成石英晶体谐振器。其结构示意图和符号如右图所示。

1.压电效应和压电振荡

在石英晶体两个管脚加交变电场时, 它将会产有利于一定频率的机械变形, 而这种机械振动又会产生交变电场, 上述物理现象称为压电效应。 一般情况下, 无论是机械振动的振幅, 还是交变电场的振幅都非常小。 但是, 当交变电场的频率为某一特定值时, 振幅骤然增大, 产生共振, 称之为压电振荡。 这一特定频率就是石英晶体的固有频率, 也称谐振频率。 2.石英晶体的等效电路和振荡频率

石英晶体的等效电路如下图（a）所示。 当石英晶体不振动时, 可等效为一个平板电容C0, 称为静态电容；其值决定于晶片的几何尺寸和电极面积, 一般约为几到几十皮法。 当晶片产生振动时, 机械振动的惯性等效为电感L, 其值为几毫亨。 晶片的弹性等效为电容C, 其值仅为0.01到0

目录

1、引言......................................................... 3 1.1、MULTISIM和PROFESSIONAL软件仿真软件 ...................... 3 1.2、压控振荡器软件仿真分析的意义 ............................. 3 2、压控振荡器的设计电路图 ....................................... 4 2.1、工作原理 ................................................. 4 2.2、振荡频率 ................................................. 6 2.3、压控振荡电路的仿真图 ..................................... 6 3、频率显示器 ................................................... 8 3.1、频率显示器电路图 ......................................... 8 3.

RC正弦波振荡器

电路实验报告三

《RC正弦波振荡器》

实验内容一：

1.1、关闭系统电源。按图1-1连接实验电路，输出端Uo接示波器。

1.2打开直流开关，调节电位器RW，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。描绘Uo的波形，记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的RW值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。

1.3.电位器RW，使输出电压Uo幅值最大且不失真，用交流毫伏表分别测量输出电压Uo、反馈电压U+（运放③脚电压）和U-（运放②脚电压），分析研究振荡的幅值条件。

1.4.器振荡频率fO，并与理论值进行比较。

RC正弦波振荡器

图1-1

实验结果:

负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响:

解: RC桥式振荡器要求放大器的放大倍数等于3，如果负反馈较弱，放大倍数就过大使波形失真；负反馈太强使放大倍数小于或等于3，则起振困难或工作不稳定。

RC正弦波振荡器

图

1-2

图1-3

RC正弦波振荡器

图1-4

1.3

输出电压Uo幅值最大且不失真时输出波波形图见图1-5

RC正弦波振荡器

图1-5

1.4

思考题

1、 正弦波振荡电路中有几个反馈支路？各有什么作用？运放工作在什么状态？

2、 电路中二极管为什么能其稳幅作用？断开二极管，波形会怎样变化？

解:1. 正弦波振荡电路中有一个正反

RC桥式正弦波振荡电路

一、电路预设计（包括电路结构的分析、设计，元件参数的计算，电路指标的核算）

电源供电方式：双电源供电、12V

电路结构：选频网络为RC选频网络，放大电路为正相比例放大电路

中心频率：文氏电桥式RC振荡器适用于低频振荡信号，一般用于产生频率为1 Hz-1MHz的正弦波信号，在本实验中，中心频率选为1000Hz。

元件参数的计算：

电路结构的分析与设计：

R1 Rp － ＋ C R2 vo

R C R （1）确定R、C值

-4

由于f0=1/2πRC=1000Hz，得到RC=1/2πfo=1.59*10

为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻Ri和输出电阻Ro

的影响，应使R满足下列关系式：Ri>>R>>Ro，一般Ri约为几百千欧以上，Ro仅为几百欧以上。故确定R=16KΩ，则C=0.01uF。

（2）确定R1、Rf

RC选频网络对于中心频率f0的放大倍数为F=１/3，而回路起振条件为AF>=1。

故放大电路的电压放大倍数A=(R1+Rf)/R1>=3，即Rf/R1>=2，取Rf/R1=2。而Rf=RRP+R2//r d其中，r d 为二极管的正向

电路与电子学

实验3 RC一阶电路响应研究

班级：12计师 学号： 2012035144023 姓名：黄月明 一、 实验目的

1． 加深理解RC电路过渡过程的规律及电路参数对过渡过程的理解 2． 学会测定RC电路的时间常数的方法

3． 观测RC充放电电路中电阻和电容电压的波形图 4．

二、 实验原理与说明 示波器 1、RC电路的时间常数

如图1所示。将周期性方波电压加于RC电路，当方波电压的幅度上升为U时，相相当于一个直流电压源Us对电容C充电，当方波电

+ R 方波发生器10V 0.5ms u ? 1ms C (b) (a) 图1

+ uC ? 1 2 EXT 压下降为零时，相当于电容C通过过电阻R放电。RC电路的充电过程uc?t??Us1?eRC电路的时间常数用τ表示，τ=RC，τ的大小决定了电路充放电时间的快慢。对充电而言，时间常数τ是电容电压uc从零增长到63.2% Us所需的时间；RC电路的放电过程

uc?t??Uset?RC，对放电而言，τ是电容电压uc从Us下降到36.8%Us所需的时间。

2、微分电路和积分电路

图1的RC充放电电路中，当电源方波电压的周期T >>τ时，

仿真实验1 一阶RC电路的暂态响应

一、实验目的

1. 熟悉一阶RC电路的零状态响应、零输入响应和全响应；

2. 研究一阶电路在阶跃激励和方波激励情况下，响应的基本规律和特点； 3. 掌握积分电路和微分电路的基本概念； 4. 研究一阶动态电路阶跃响应和冲激响应的关系； 5. 从响应曲线中求出RC电路的时间常数τ。

二、实验原理

1、零输入响应（RC电路的放电过程）：

2、零状态响应(RC电路的充电过程)

3. 脉冲序列分析 (a) τ<

(b) τ >T

三、主要仪器设备 1.信号源

2.动态实验单元DG08 3.示波器

四、实验步骤

1.选择DG08动态电路板上的R、C元件，令R=1kΩ，C=1000μF组成如图所示的RC充放电电路，观察一阶RC电路零状态、零输入和全响应曲线。 2.在任务1中用示波器测出电路时间常数τ，并与理论值比较。

3.选择合适的R和C的值（分别取R=1KΩ,C=0.1μF；R=10KΩ,C=0.1μF和R=5 KΩ,C=1μF），连接RC电路，并接至幅值为3V，f=1kHz的方波电压信号源，利用示波器的双踪功能同时观察Uc、UR波形。

4.利用示波器的双踪功能同时观察阶跃响应和冲激响应的波形。 五、实验数据记录和处理

三点式振荡电路 定义：三点式振荡器是指

LC回路的三个端点与晶体管

的三个电极分别连接而组成的反馈型振荡器。

三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。

1、 三点式振荡器的构成原则

图5 —20 三点式振荡器的原理图

图5 —20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件

Xbe、Xce和Xbc构成了决定振荡频率的并联谐振回路。

要产生振荡，对谐振网络的要求：？

必须满足谐振回路的总电抗X性。

?be?Xce?Xbc?0，回路呈现纯阻

反馈电压uf作为输入加在晶体管的b、e极，输出uo加在晶体管的c、e之间，共射组态为反相放大器，放大器的的输出电压uo与输入电压ui（即uf）反相，而反馈

?????电压uf又是uo在X、X支路中分配在X上的电压。

bcbebe?

要满足正反馈，必须有

?uf?Xbe(Xbe?Xbc?u)o??XbeXce??uo （5.3.1）

?为了满足相位平衡条件，uf和uo必须反相，由式（5.3.1）可知必有X?0成立，即

ceXbeXbe和