RC正弦波振蕩電路

1、RC正弦波振蕩電路1. 技術(shù)指標(biāo)1.1 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、鑷子等必備工具設(shè)計(jì)、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(shù)要求設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)方案及其比較2.1 方案一RC文氏電橋振蕩器：電路結(jié)構(gòu)：放大電路，選頻網(wǎng)絡(luò)，正反饋網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四個(gè)部分。電路如圖A所示：圖A RC文氏電橋振蕩器原理圖1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(shí)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

2、動(dòng)態(tài)平衡的過程，使電路獲得一定幅值的輸出量，本設(shè)計(jì)采用通用集成運(yùn)放電路。選頻網(wǎng)絡(luò)兼正反饋網(wǎng)絡(luò)RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)使電路產(chǎn)生單一的頻率振蕩，本設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生500Hz的正弦波，采用RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，中心頻率f0=500 Hz，=1/RC,則f0=1/2RC，故選取C=0.2uF,故R=1.6K另外還增加了R1和RF負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，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?yàn)楫a(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的滑動(dòng)電阻。一開始波形失真很嚴(yán)重，當(dāng)調(diào)到35%，就是大約7K時(shí)，出現(xiàn)失真很小的正弦波，測得周期為2.16m

3、s，頻率F=1000/2.16=463KH,誤差較小，基本符合要求。仿真波形如下圖B所示圖B RC文氏電橋振蕩器仿真波形圖2穩(wěn)幅環(huán)節(jié)作用是使輸出信號的幅值穩(wěn)定，本實(shí)驗(yàn)采用雙向并聯(lián)二極管作為穩(wěn)幅電路。利用電流增大時(shí)二極管動(dòng)態(tài)電阻減小，電流減小時(shí)二極管動(dòng)態(tài)電阻增大的特點(diǎn)，加入非線性環(huán)節(jié)，從而使輸出電壓穩(wěn)定。2.2 方案二RC移相振蕩器電路結(jié)構(gòu)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(luò)組成。電路如圖C所示：圖C RC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(luò)的影響。為了滿足相位平衡條件，要求反饋網(wǎng)絡(luò)的相移為-

4、180度，由RC電路的頻率響應(yīng)可知。一節(jié)RC電路的最大相移不超過正負(fù)90度，兩節(jié)也不超過正負(fù)180度，而RC高通電路的頻率也很低，此時(shí)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(fù)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(huì)產(chǎn)生振蕩。起振條件：由電路的起振條件|AF|1，經(jīng)過計(jì)算可得|A|=(R2/R1)=29時(shí)，電路產(chǎn)生振蕩。本實(shí)驗(yàn)取R2=30K,R1=3K。32.3 方案三雙T選頻網(wǎng)絡(luò)振蕩電路：其原理圖如圖D所示圖D雙T選頻網(wǎng)絡(luò)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0.5

5、R，|A|1。2.4 方案比較RC文氏電橋振蕩器輸出幅度穩(wěn)定；非線性失真?。灰子谄鹫?；易于調(diào)節(jié)，一般用于低頻電路。RC移相振蕩器移相式振蕩電路的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡單，經(jīng)濟(jì)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(luò)振蕩電路調(diào)頻比較困難，適合產(chǎn)生單一頻率的電路。43. 實(shí)驗(yàn)方案RC文氏電橋振蕩器電路結(jié)構(gòu)：放大電路，選頻網(wǎng)絡(luò)，正反饋網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四個(gè)部分。電路如圖E圖E RC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(shí)做增幅振蕩，既起振條件是AF1。放大電路保證電路能夠有從起振到動(dòng)態(tài)平衡的過程，使電

6、路獲得一定幅值的輸出量，本設(shè)計(jì)采用通用集成運(yùn)放電路。選頻網(wǎng)絡(luò)兼正反饋網(wǎng)絡(luò)本電路選頻網(wǎng)絡(luò)兼正反饋網(wǎng)絡(luò)為RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)使電路產(chǎn)生單一的頻率振蕩，本設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生482Hz的正弦波，采用RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，中心頻率f0=482 Hz，=1/RC,則f0=1/2RC，故選取C=0.033uF,故R=10k另外還增加了R1和RV1負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，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?yàn)楫a(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的滑動(dòng)電阻。5穩(wěn)幅環(huán)節(jié)作用是使輸出信號的幅值穩(wěn)定，本實(shí)驗(yàn)采用雙向并聯(lián)二極管作為穩(wěn)幅電路。利用電流增大

7、時(shí)二極管動(dòng)態(tài)電阻減小，電流減小時(shí)二極管動(dòng)態(tài)電阻增大的特點(diǎn)，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(jié)論仿真和調(diào)試一開始波形失真很嚴(yán)重，當(dāng)調(diào)到35%，就是大約20K時(shí)，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(shí)驗(yàn)仿真圖6按照原理圖，在面包板上連接好電路。如圖G所示圖G實(shí)驗(yàn)連線圖然后插上正負(fù)15V電源，連接好地端，輸出端接上示波器。先把滑動(dòng)變阻器調(diào)到最大，然后慢慢調(diào)小。一開始的時(shí)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(gè)電阻接錯(cuò)地方，改正之后馬上就出來波形了。最后調(diào)到20歐姆的時(shí)候出現(xiàn)失真較小的

8、正弦波，此時(shí)頻率為369HZ，波形如此H所示圖H實(shí)驗(yàn)波形圖設(shè)計(jì)結(jié)論理論的頻率為f0=1/2RC,就算結(jié)果為480HZ,時(shí)間頻率為369HZ,比理論值小。75. 心得體會(huì)這次電路最主要的參考文獻(xiàn)是模擬電子電路，我們是這個(gè)學(xué)期才開始學(xué)習(xí)的模電，學(xué)的時(shí)候很難，也很反感模電。有的時(shí)候甚至不知道學(xué)模電的意義何在，因?yàn)槔蠋熤v的幾乎聽不懂，后來直到要期末了才勉強(qiáng)一知半解，最后剛剛可以過關(guān)。可是經(jīng)過這次實(shí)踐才發(fā)現(xiàn)自己錯(cuò)了，模電真的很有用。這幾天猛地扎進(jìn)模電書里才了解了很多知識，才發(fā)現(xiàn)模電其實(shí)沒有那么難，學(xué)以致用之后感覺還有點(diǎn)趣味，現(xiàn)在才發(fā)現(xiàn)模電的真正意義。 實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了兩周左右，感覺難度不是特別大，花的時(shí)間也還

9、正常，幾乎沒有影響期末的復(fù)興，但是確實(shí)學(xué)會(huì)了很多東西，自己受益匪淺。第一：我覺得從中學(xué)到了查找資料的方法，加強(qiáng)了自己自主學(xué)習(xí)的能力。面對這個(gè)實(shí)驗(yàn)，自己還是有很多東西不知道的，比如設(shè)計(jì)方案的詳細(xì)原理，模電只是提供了基本原理，真正的實(shí)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(shí)訓(xùn)中加強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力，學(xué)會(huì)了很多處理故障的辦法和思想，也得到了不少快樂。與同學(xué)的交流和互助讓我體會(huì)到了濃濃的同學(xué)感情，原來大學(xué)并不是我們感覺的那么冷漠，只是我們交流的機(jī)會(huì)太少了，感謝這次實(shí)訓(xùn)給我和同學(xué)一個(gè)很好交流的機(jī)會(huì)。另一方面書本的知識得到了鞏固，實(shí)訓(xùn)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(xué)到了書寫標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告的辦法，第一次書寫這么嚴(yán)格而標(biāo)準(zhǔn)的報(bào)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(xué)習(xí)很有幫助。 兩周的實(shí)訓(xùn)結(jié)束了，我希望以后更多的進(jìn)行這