積體電路RC正弦諧振器

實驗ｒc正弦波振盪器

實驗目的

掌握rc正弦波振盪器的電路結構及其工作原理。

熟悉正弦波振盪器的測試方法。

觀察rc引數對振盪頻率的影響，學習振盪頻率的測定方法。

實驗儀器

雙蹤示波器

低頻訊號發生器

頻率計毫伏表直流電源

實驗原理

正弦振盪電路一般包括兩部分，放大電路a和反饋網路f。

正弦振盪電路原理框圖如下：

由於振盪電路不需要外界輸入訊號，因此，通過反饋網路輸出的反饋訊號xf就是基本放大電路的輸入訊號xid 。該訊號經基本放大電路放大後，輸出為xo ,若能使xf與xid大小相等，極性相同，構成正反饋電路，那麼這個電路就能維持穩定的輸出。因而，xf =xid可引出正弦振盪條件。

由方框圖可知：

xo= axid

而xf = fxo 當xf = xid時，則有：

af =1

上述條件可寫成 |af|=1，稱幅值平衡條件。

即放大倍數a與反饋係數f乘積的模為1，表明振盪電路已經達到穩幅振盪，但若要求電路能夠自行振盪，開始時必須滿足|af|>1的起振條件。

由 xf與xid極性相同，可得：

φa+φf=1 稱相位平衡條件

即放大電路的相角和反饋網路的相角之和為2nπ，其中n為整數。

要使振盪電路輸出確定頻率的正弦訊號，電路還應包含選頻網路和穩幅電路兩部分。選頻電路的作用使單一頻率的訊號滿足振盪條件，穩幅電路能保證電路的輸出幅度是穩定不失真的，這兩部分電路通常可以是反饋網路，或放大電路的一部分。

rc正弦振盪電路也稱為文氏橋振盪電路。它的主要特點是利用rc串並聯網路作為選頻和反饋網路。電路圖如下：

串並聯網路頻率特性

由串並聯網路的幅頻特性，可知當訊號頻率為時，選頻網路的相角為0度，傳遞係數為1/3。所以，要滿足正弦振盪條件，要求放大電路的相角為0度，傳遞係數稍大於3。故實驗中的放大電路採用同相比例電路

實驗內容

1.按圖連線，注意電阻1rp=r=10k，需預先調好再接入。

2．調節電位器2rp，使電路產生正弦振盪，用示波器觀察輸出波形。

3．用頻率計測上述電路輸出波形頻率。若無頻率計，可按圖9-3電路接線，用李沙育圖形法測定uo的頻率fo，並與計算值進行比較。也可以直接利用示波器來測訊號的頻率。

由圖知f=1/t=1/6.335ms=157.6hz,與之對比的的頻率為160hz。而通過計算

4．放大電路電壓放大倍數auf的測定

保持2rp不變，從『a』點處斷開實驗電路，把低頻訊號發生器輸出電壓（頻率同上述實驗的產生頻率）接至運放的同相輸入端，調節ui使uo等於原值，用毫伏表測出此時的ui值，則：

auf = uo/ ui=9v/3.2v=2.8125

5．自擬詳細實驗步驟，測定rc串並聯網路的幅頻特性曲線。

觀察可知可通過把741接成電壓跟隨器，將741的輸出接給rc當作輸入。如下

圖來測試rc串並聯網路的幅頻特性曲線：

理論結果如下：

可知中心頻率fo=160.4427hz。