其他类型非正弦波电路比较
非正弦波发生器有方波发生器，三角波发生器，锯齿波发生器。通常由电压比较器、反馈网络、延迟环节或积分环节等组成。
在方波发生器中，当RC 积分电路充电和放电时间常数不等时，高电平和低电平的持续时间不相等，电路输出信号为矩形波。在三角波发生器中，当积分电路的充、放电时间常数不等时，电路输出为锯齿波。
方波或矩形波的输出幅值取决于电压比较器的输出电压。当比较器的输出有稳压管时，输出电压幅值等于稳压管的稳压值，即z o U U ±=；如果没有稳压管，输出电压幅值则等于运放的输出饱和电压，即opp o U U ±=。三角波和锯齿波的输出电压幅值取决于电压比较器的阈值电压。
几种非正弦波发生器的电路和主要指标如表7-2所示。
【训练与提高】
参考电路图5.14所示，搭建一个10KHz 的方波脉冲电路。
《电子设计基础》 课程报告 设计题目： RC正弦波振荡器电路设计及仿真学生班级： 学生学号： 学生姓名： 指导教师： 时间： 成绩： 西南xx大学 信息工程学院
一.设计题目及要求 RC正弦波振荡器电路设计及仿真，要求： （1）设计完成RC正弦波振荡器电路； （2）仿真出波形，并通过理论分析计算得出频率。 二.题目分析与方案选择 在通电瞬间电路中瞬间会产生变化的信号且幅值频率都不一样，它们同时进入放大网络被放大，其中必定有我们需要的信号，于是在选频网络的参与下将这个信号谐振出来，进一步送入放大网络被放大，为了防止输出幅值过大所以在电路中还有稳幅网络（如图一中的两个二极管），之后再次通过选频网络送回输入端，经过多次放大稳定的信号就可以不断循环了，由于电路中电容的存在所以高频阻抗很小，即无法实现放大，且高频在放大器中放大倍数较小。 三.主要元器件介绍 10nf电容两个；15kΩ电阻一个；10kΩ电阻三个；滑动变阻器一个；2.2k Ω电阻一个；二极管两个；运算放大器；示波器 四.电路设计及计算 电路震荡频率计算： f=1/2πRC
起振的复制条件：R f/R i>=2 其中R f=R w+R2+R3/R d 由其电路元件特性 R=10KΩ C=10nF 电路产生自激震荡，微弱的信号1/RC 经过放大，通过反馈的选频网络，使输出越来越大，最后经过电路中非线性器件的限制，使震荡幅度稳定了下来，刚开始时A v=1+R f/R i >3。 平衡时A v=3，F v=1/3(w=w0=1/RC) 五.仿真及结果分析 在multisim中进行仿真，先如图一连接好电路，运行电路，双击示波器，产生波形如下图 图2 刚开始运行电路时，输出波形如图2，几乎与X轴平行，没有波形输出。
第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答 一、选择题 1． 在图12—1所示电路中，已知)]cos(2512[1t u s ω+=V ， )240cos(2502+ω=t u s V 。设电压表指示有效值，则电压表的读数为 B V 。 A ．12； B ．13； Ｃ．13.93 解：设u 如图12—1所示，根据KVL 得 )240cos(25)cos(2512021+ω+ω+=+=t t u u u s s 即 )120cos(25)cos(25120-ω+ω+=t t u =)60cos(25120-ω+t 根据 2 )1(2 )0(U U U += 得1351222=+=U A 2．在图12—2所示的电路中，已知)100cos(2t u s = V ， )]60100cos(243[0-+=t i s A ，则s u 发出的平均功率为 A W 。 A ．2； B ．4； C ．5 解：由平均功率的计算公式得 )600cos(0 )1()1()0()0(++=I U I U P =2)60cos(41300 =?+?W 3．欲测一周期性非正弦量的有效值，应用 A 仪表。 A ．电磁系； B ．整流系； C ．磁电系 4．在图12—3所示的电路中，Ω=20R ，Ω=ω5L ， Ω=ω451 C ， )]3cos(100)cos(276100[t t u s ω+ω+=V ，现欲使电流i 中含有尽可大的基波分量，Z 应 是 C 元件。 A ．电阻； B ．电感； C ．电容
解：由图12—3可见，此电路对基波的阻抗为 j 45j545520j 1 j j 1 j -?++=ω+ωω?ω++=Z C L C L Z R Z i =8 45 j 20++Z 欲使电流i 中含有尽可大的基波分量就是要使i Z 的模最小，因此Z 应为电容。 二、填空题 1．图12—4所示电路处于稳态。已知Ω=50R ，Ω=ω5L ， Ω=ω451 C ，)]3cos(100200[t u s ω+=V ，则电压表的读数为 70.7 V ，电流表的读数为 4 A 。 解：由题目所给的条件可知，L 、C 并联电路对三次谐波谐振，L 对直流相当于短路。 因此，电压表的读数为 7.702 100=V ，而电流表的读数为 450 200 =A 。 2． 图12—5所示电路中，当)cos(2200?+ω=t u V 时，测得10=I A ；当 )]3cos(2)cos(2[2211?+ω+?+ω=t U t U u V 时，测得200=U V ，6=I A 。则83.1051=U V ，71.1692=U V 。 解：由题意得 2010200==ωL ， 22 221200=+U U 及22 22 163=?? ? ??ω+??? ??ωL U L U
目录 摘要 (2) 1．系统基本方案 (2) 1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (2) 1.2. 运算放大器的选择 (3) 1.3最终的方案选择 (3) 2.正弦波发生器的工作原理 (3) 2.1正弦波振荡电路的组成 (3) 2.1.1 RC选频网络 (3) 2.1.2放大电路 (6) 2.1.3正反馈网络 (6) 2.2产生正弦波振荡的条件 (6) 2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (7) 3．系统仿真 (7) 4．结论 (8) 参考文献： (11) 附录 (13)
1KHZ 桥式正弦波震荡器电路的设计与制作 摘要 本设计的主要电路采用文氏电桥振荡电路。如图1-1文氏桥振荡电路由放大电路和选频网络两部分组成,施加正反馈就产生振荡，振荡频率由RC 网络的频 率特性决定。它的起振条件为： ，振荡频率为： 。运算放大 器选用LM741CN,采用非线性元件（如温度系数为负的热敏电阻或JFET ）来自动调节反馈的强弱以维持输出电压的恒定，进而达到自动稳幅的目的，这样便可以保证输出幅度为2Vp-p ；而频率范围的确定是根据式RC f π21 0= 以及题目给出的频 率范围来确定电阻R 或电容C 的值，进而使其满足题目的要求。 关键词：文氏电桥、振荡频率、LM741CN 1．系统基本方案 1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 本设计选用文氏电桥振荡电路。
图1 RC 桥式振荡电路 这种电路的特点是：它由放大器即运算放大器与具有频率选择性的反馈网络构成，施加正反馈就产生振荡。振荡频率由RC 网络的频率特性决定。它的起振条件为： 12R R f > 。它的振荡频率为：RC f π21 0= 。 1.2. 运算放大器的选择 考虑到综合性能和题目要求的关系这里我们选用LM741CN 作为运算放大。 1.3最终的方案选择 文氏电桥振荡电路适用的频率范围为几赫兹到几千赫兹，可调范围宽，电路简单易调整，同时波形失真系数为千分之几。很适合我们题目的要求。故采用文氏电桥振荡电路. RC 文氏电桥振荡电路是以RC 选频网络为负载的振荡器. 这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。放大电路由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。而选频网络则由Z1、Z2组成，同时兼做正反馈网络。 2正弦波发生器的工作原理 2.1正弦波振荡电路的组成 放大电路 选频网络 正反馈网络 2.1.1 RC 选频网络
电子系统综合设计实验报告
正弦波产生电路设计报告 一、实验设计目的和作用 1. 进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的 识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准 和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理 等。 2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数 字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学 生自行设计、自行制作和自行调试。 3. 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已学过的 理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。 4.通过学员的独立思考和解决实际问题的过程，培养学员的创 新能力 二、设计的具体实现 实验要求用TL084设计正弦波产生电路。正弦波产生方式有多种，本次试验采用较为简单的文氏桥振荡电路。通过图书馆和上网查阅有关资料，确定如下电路。 Multisim原理图：
sch图 调节w1使电路起振，w2调节幅度 仿真结果：频率162Hz，幅度范围0.8—10V
三、实际制作调试和结果分析
频率：133.33Hz 幅度范围：1~9V 四、总结 第一次进行电路设计，遇到了很多麻烦。Multisim、Protel等软件不熟悉，第一次焊电路焊工也不行。通过实验，基本学会了这些软件的操作，制作过程中，自己的焊工有了很大进步。虽然做了好几次才把电路调出来，但还是很满意。 五、参考文献 1．于红珍.通信电子电路【M】.北京：清华大学出版社，2005 2．康华光，陈大钦.电子技术基础模拟部分（第四版）. 北京：高等教育出版社，1999.6 3.黄智伟.全国大学生电子设计竞赛【M】.北京：北京航空航天大学出版社，2006
RC正弦波振荡电路 概念： 采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC正弦波振荡电路；它试用于低频振荡，产生1MHZ以下的低频信号。 电路原理图： 电路由放大电路和选频网络组成。放大电路是由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。选频网络由电阻电容串并联组成，同时兼作正反馈网络。 电路元件参数： 电阻４个（10Ｋ欧2个、4.95K欧、10K欧各一个）、电容２个10ｎＦ、LM358集成块一个、直流电源+12V、-12V。 RC串并联选频网络 RC串并联选频网络如下图（a）所示，它在正弦波振荡电路中既 为选频网络，又为正反馈网络，所以其输入电压为，输出电压为。 当信号频率足够低时，，因而网络的简化电路及其电压
和电流的向量如图(b)所示。超前，当频率趋于零时，相位超 前趋近于+900，且趋近于零。 当信号频率足够高时，，因而网络的简化电路及其电压 和电流的向量如图（c）所示。滞后，当频率趋近于无穷大时， 相位滞后趋近于-900，且趋近于零。 当信号频率从零逐渐变化到无穷大时，的相位将从+900逐渐变化到-900。因此，对于RC串并联选频网络，必定存在一个频率f0， 当f=f0时，=同相。通过计算可求出RC串并联选频网络的频 率特性，如下图所示，其谐振频率。
RC桥式正弦波振荡电路： ，从幅频特性曲线可得， 因为正弦波振荡器的起振条件是 当f=f0时，F=1/3，所以当A>3时，即RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于3的正反馈放大器时，就可构成正弦波振荡器。 从理论上讲，任何满足放大倍数要求的放大电路与RC串并联选频网络都可组成正弦波振荡电路；但是，实际上，所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻，以减小放大电路对选频特性的影响，使振荡频率几乎仅仅决定于选频网络。因此，通常选用引入电压串联负反馈的放大电路，如同相比例运算电路。 由RC串并联选频网络和同相比例运算电路所构成的RC桥式正弦波振荡电路如图所示。 正反馈网络的反馈电压是同相比例运算电路的输入电压，因而要把同相比例运算电路作为整体看成电压放大电路，它的比例系数是电压放大倍数，根据起振条件和幅值平衡条件
9．信号发生电路 9.5 非正弦波发生电路 ——基本概念
基本概念 （1）非正弦波发生电路的组成 ①具有开关特性的器件 滞回比较器滞回比较器。。 ②反馈网络将输出电压恰当地反馈到具有开关特性器件的输入端 将输出电压恰当地反馈到具有开关特性器件的输入端。。③延迟环节延迟环节（（积分环节积分环节））利用RC 电路的充电路的充、、放电特性来实现延迟放电特性来实现延迟。。 （2）非正弦波发生电路的振荡条件 只要经过一定延迟时间后的反馈信号能使电压比较器的输出状态发生改变改变，，就能产生周期性的振荡就能产生周期性的振荡。。合二为一 “反馈延迟反馈延迟，，比较跳变”
基本概念 （3）非正弦波发生电路的分析方法 ①检查电路组成 检查电路是否具有电压比较器检查电路是否具有电压比较器，，反馈网络反馈网络、、延迟或积分环节延迟或积分环节。。 ②分析振荡条件 首先计算阈值电压首先计算阈值电压。它是判断电压比较器输出状态发生跳变的依据它是判断电压比较器输出状态发生跳变的依据它是判断电压比较器输出状态发生跳变的依据。。其次分析电路的工作原理其次分析电路的工作原理。。通过具有延迟作用的反馈网络，输出电压是否可以在高低电平之间跳变是否可以在高低电平之间跳变。。 ③估算波形参数 包括信号的峰峰值和振荡周期包括信号的峰峰值和振荡周期。。
9．信号发生电路 9.5 非正弦波发生电路 ——方波和矩形波发生电路
方波发生电路 （1） 电路组成 （2） 振荡条件当时，当 时，①阈值电压 的估算由反相输入的滞回比较器和 电路组成电路组成，，回路既作为反馈网络回路既作为反馈网络，，又作为延迟环节又作为延迟环节。。
RC正弦波振荡电路 1. 技术指标 1.1 初始条件 直流可调稳压电源一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具设计、组装、调试RC正弦波振荡电路电路，使其能产生幅度稳定的低频振荡。 1.2 技术要求 设计、组装、调试RC正弦波振荡电路电路，使其能产生幅度稳定的低频振荡 2. 设计方案及其比较 2.1 方案一 RC文氏电桥振荡器：电路结构：放大电路，选频网络，正反馈网络和稳幅环节四个部分。电路如图A所示： 图A RC文氏电桥振荡器原理图 1
电路中噪声的电磁干扰就是信号来源，不过此频率信号非常微弱。这就要求振荡器在起振时做增幅振荡，既起振条件是|AF|>1。放大电路保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，使电路获得一定幅值的输出量，本设计采用通用集成运放电路。 选频网络兼正反馈网络 RC串并联网络使电路产生单一的频率振荡，本设计要求产生500Hz的正弦波，采用RC串并联选频网络，中心频率f0=500 Hz，ω=1/RC,则f0=1/2πRC，故选取C=0.2uF,故R=1.6K另外还增加了R1和RF负反馈网络，合理的选择R1和RF可以保证环路增益大于一。 电压放大倍数A=1+(RF/R1), 因为产生振荡的最小电压放大倍数为3，所以RF>=2R1，通过仿真，我选择R1=5K,RF=20K的滑动电阻。 一开始波形失真很严重，当调到35%，就是大约7K时，出现失真很小的正弦波，测得周期为2.16ms，频率F=1000/2.16=463KH,误差较小，基本符合要求。仿真波形如下图B所示 图B RC文氏电桥振荡器仿真波形图 2
作用是使输出信号的幅值稳定，本实验采用双向并联二极管作为稳幅电路。利用电流增大时二极管动态电阻减小，电流减小时二极管动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。 2.2 方案二 RC移相振荡器 电路结构电：由反向输入比例放大器，电压跟随器，和三节RC相移网络组成。电路如图C所示： 图C RC移相振荡器原理图 电路原理：放大电路的相移为-180度，利用电压跟随器的阻抗变换作用减小放大电路输入电阻R1对RC相移网络的影响。为了满足相位平衡条件，要求反馈网络的相移为-180度，由RC电路的频率响应可知。一节RC电路的最大相移不超过正负90度，两节也不超过正负180度，而RC高通电路的频率也很低，此时输出电压已接近零，也不能满足振荡电路的相移平衡条件。对于三节RC电路，相移接近正负270度，有可能在一特定频率下满足条件，然后选取合理的器件参数，满足起振条件和振幅平衡条件，电路就会产生振荡。 起振条件：由电路的起振条件|AF|>1，经过计算可得|A|=(R2/R1)>=29时，电路产生振荡。本实验取R2=30K,R1=3K。 3
电子线路课程设计 院部： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 完成时间：
电子线路课程设计任务书姓名班级指导老师
目录 目录 (1) 第1章引言 (1) 第2章基本原理 (2) 2.1基本文氏振荡器 (2) 2.2振荡条件 (2) 第3章参数设计及运算 (4) 3.1结构设计 (4) 3.2参数计算 (5) 第4章仿真效果与实物 (8) 心得体会 (9) 参考文献 (9)
第1章引言 无论是从数学意义上还是从实际的意义上，正弦波都是最基本的波形之一——在数学上，任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲，它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。在运算放大电路中，最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。
第2章 基本原理 2.1 基本文氏振荡器 基本文氏电桥反馈型振荡电路如图1所示，它由放大器即运算放大器与具有频率选择性的反馈网络构成，施加正反馈就产生振荡。运算放大器施加负反馈就为放大电路的工作方式，施加正反馈就为振荡电路的工作方式。图中电路既应用了经由R 3和R 4的负反馈，也应用了经由串并联RC 网络的正反馈。电路的特性行为取决于是正反馈还是负反馈占优势。 图2-1 将这个电路看作一个同相放大器，它对V p 进行放大，其放大倍数为 o 3p 4 V R A 1V R = =+ 在这里为了简化我们假设运算放大器是理想的。令，R 1=R 2=R,C 1=C 2=C 。反过来，V p 是由运算放大器本身通过两个RC 网络产生的，其值为V P =[Z P /(Z P +Z 1)]V o 。式中Z p =R ∥﹙1/j2πfC ﹚， Z 1/2s R j fC π=+。展开后可以得到 ()()o p 00V 1V 3//B jf j f f f f = = +- 上式中 01/2f fC π=。信号经过整个环路的总增益是()T jf AB =或者表示为
三点式正弦波振荡器 一、实验目的 1、掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。 2、通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。 3、研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。 二、实验内容 1、熟悉振荡器模块各元件及其作用。 2、进行LC振荡器波段工作研究。 3、研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。 4、测试LC振荡器的频率稳定度。 三、实验仪器 1、模块3 1块 2、频率计模块1块 3、双踪示波器1台 4、万用表1块 四、基本原理 将开关S1 的1 拨下2 拨上，S2 全部断开，由晶体管N1 和C3、C10、C11、C4、CC1、L1 构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器，电容CCI 可用来改变振荡频率。
振荡器的频率约为4.5MHz（计算振荡频率可调范围） 振荡电路反馈系数 振荡器输出通过耦合电容C5（10P）加到由N2组成的射极跟随器的输入端，因C5容量很小，再加上射随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射随器输出信号经N3调谐放大，再经变压器耦合从P1输出。 五、实验步骤 1、根据图5-1在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。 2、研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。 1）将开关S1拨为“01”，S2拨为“00”，构成LC振荡器。 2）改变上偏置电位器W1，记下N1发射极电流Ieo(=Ve/R11 ，R11=1K)（将万用表红表笔接TP2，黑表笔接地测量VE），并用示波测量对应点TP4的振荡幅度VP-P，填于表5-1中，分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系。 表5-1 分析思路：静态电流ICQ会影响晶体管跨导gm，而放大倍数和gm是有关系的。在饱和状态下（ICQ过大），管子电压增益AV会下降，一般取ICQ=（1~5mA）为宜。 3、测量振荡器输出频率范围 将频率计接于P1处，改变CC1，用示波器从TP8观察波形及输出频率的变化情况，记录最高频 六、实验报告
课程设计报告 题 目 方波、三角波、正弦波信号 发生器设计 课 程 名 称 模拟电子技术课程设计 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 电气及其自动化（2）班 学 生 姓 名 李丽 学 号 1104102067 课程设计地点 C206 课程设计学时 1周 指 导 教 师 赵国树 金陵科技学院教务处制
目录 1、绪论 (4) 1.1相关背景知识 (4) 1.2课程设计条件................................................... . (4) 1.3课程设计目的.......... (4) 1.4课程设计的任务 (4) 1.5课程设计的技术指标 (5) 2、信号发生器的基本原理 (5) 2.1原理框图 (4) 2.2总体设计思路 (5) 3、各组成部分的工作原理 (5) 3.1 正弦波产生电路 (5) 3.1.1正弦波产生电路 (5) 3.1.2正弦波产生电路的工作原理 (6) 3.2 正弦波到方波转换电路 (8) 3.2.1正弦波到方波转换电路图 (6) 3.2.2正弦波到方波转换电路的工作原理 (8) 3.3 方波到三角波转换电路 (11) 3.3.1方波到三角波转换电路图 (11) 3.3.2方波到三角波转换电路的工作原理 (13) 4、电路仿真结果 (13) 4.1正弦波产生电路的仿真结果 (14) 4.2 正弦波到方波转换电路的仿真结果 (14) 4.3方波到三角波转换电路的仿真结果 (15) 5、设计结果分析与总结 (16)
1、绪论 1.1相关背景知识 信号发生器是一种能够产生多种波形,如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。函数信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途，可以用于生产测试、仪器维修和实验室，还广泛使用在其它科技领域，如医学、教育、化学、通讯、地球物理学、工业控制、军事和宇航等。它是一种不可缺少的通用信号源。 1.2课程设计条件 以本学期学习的电子技术基础(模拟部分)为知识背景,我们知道通过放大器、比较器等元器件可构成集成电路、反馈放大电路、运算放大电路等一系列组合放大电路。信号在我们的生活中是无处不在的，模拟信号是时间和幅度连续变化的信号。通过传感器我们可以将各种物理信号转换为电信号，再进过一系列信号的处理。如滤波、幅度放大等，我们可以获得自己需要的信号。 正弦波振荡电路。在通信、广播、医疗、电视系统中，都有广泛的应用。非正弦波产生电路。在一些电子系统中，如数学领域，方波、三角波的应用都是极其广泛的。 1.3课程设计目的 通过本次课程设计所要达到的目的是：提高学生在模拟集成电路应用方面的技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生通过电路设计初步掌握工程设计方法，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法，为后续课程的学习和今后从事的实际工作打下必要的基础。 1.4课程设计的任务 ①设计一个方波、三角波、正弦波函数发生器； ②能同时输出一定频率一定幅度的三种波形：正弦波、方波、三角波； ③用±5V电源供电。 产生正弦波、方波、三角波的方案有多种，如： ①首先产生正弦波，然后通过整形电路将正弦波变换成方波，再由积分电路将方波变成三角波；②也可以首先产生三角波—方波，再将三角波变成正弦波或将方波变成正弦波；③也可以通过单片集成函数发生器8038来实现… 先是对电路的分析，参数的确定选择出一种最适合本课题的方案。在达到课题要求的前提下保证最经济。最方便。最优化的死亡合剂策略。然后运用仿真软件Multisim对电路进行仿真。观察效果并与要求的性能指标作对比。
LC正弦波振荡电路详解 LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的，只是选频网络采用LC电路。在LC振荡电路中，当f=f0时，放大电路的放大倍数数值最大，而其余频率的信号均被衰减到零；引入正反馈后，使反馈电压作为放大电路的输入电压，以维持输出电压，从而形成正弦波振荡。由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高，所以放大电路多采用分立元件电路。 一、LC谐振回路的频率特性 LC正弦波振荡电路中的选频网络采用LC并联网络，如图所示。图(a)为理想电路，无损耗，谐振频率为 （推导过程如下） 公式推导过程： 电路导纳为 令式中虚部为零，就可求出谐振角频率 式中Q为品质因数 当Q>>1时，，所以谐振频率 将上式代入，得出
当f=f0时，电抗 当Q>>1时，，代入，整理可得 在信号频率较低时，电容的容抗() 很大，网络呈感性；在信号频率较高时，电感的 感抗()很大，网络呈容性；只有当f=f0时， 网络才呈纯阻性，且阻抗最大。这时电路产生电 流谐振，电容的电场能转换成磁场能，而电感的 磁场能又转换成电场能，两种能量相互转换。 实际的LC并联网络总是有损耗的，各种损耗等 效成电阻R，如图(b)所示。电路的导纳为 回路的品质因数 （推导过程如下）公式推导过程： 电路导纳为 令式中虚部为零，就可求出谐振角频率 式中Q为品质因数
当Q>>1时，，所以谐振频率 将上式代入，得出 当f=f0时，电抗 当Q>>1时，，代入，整理可得 上式表明，选频网络的损耗愈小，谐振频率相同时，电容容量愈小，电感数值愈大，品质因数愈大，将使得选频特性愈好。 当f=f0时，电抗（推导过程如下）公式推导过程： 电路导纳为 令式中虚部为零，就可求出谐振角频率 式中Q为品质因数
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/6116564751.html, 几种正弦波产生电路的比较 作者：陈亮施智兴 来源：《山东工业技术》2016年第08期 摘要：选择正弦波产生电路，一般根据高低频率要求、稳定性要求以及用处要求等等选 择具体电路。本文分别通过实验浅析三极管分立元件、555时基模块和集成运放几种产生正弦波电路，并对它们做了比较。 关键词：正弦波；三极管电路；555时基模块；集成运放 DOI：10.16640/https://www.doczj.com/doc/6116564751.html,ki.37-1222/t.2016.08.168 1 三极管RC移项振荡器 图1为分立元件RC移项振荡器，其原理是由C1把三极管TI的集电极信号反馈到RC移相电路上，由于该信号相位与基极进来的信号相位反相（ 180°），信号经过三级RC移相电路移相（图1中一级RC移相约60°），相位被移了2π（ 360°），也就是实现了正反馈，产生了正弦波。 如图1元件的参数产生的正弦波频率为1KHz左右。以下是经过实验得出的结论：（1） 当电源电压减小时，波形幅度减小，频率变大；当电压小于7V时，没波形产生；（2）当R1减小时，波形幅度减小，频率变大，频率不稳定；（3）当R2减小时，波形幅度减小，频率变大；（4）当R3减小时，波形幅度增大，频率变小；（5）当R5减小时，波形幅度减小，频 率变大；（6）当C2增大时，幅度不变，频率变小； R2、R4、R5三个电阻要相同，C1、C2、C3三个电容值也要相同，否则波形不稳定。调节R1可以改变正弦波的频率，同时也改变波形幅度。此电路分立元件简单便宜，并且容易起振。但是产生的波形不稳定，带负载能力差。 2 555时基模块波形产生电路 图2为555时基模块的正弦波产生电路。电路原理是：当接通电源Vcc时C2的电压为0，模块3脚输出电位Vo为高电位，此时VCC经R1 、R2和R3对C2充电，当Uc2≥2/3Vcc 时，Vo翻转成为低电位，此时模块7脚与1脚接通，并与地接通，C2经R3、R2放电，Uc2 下降；当Uc2下降到≤1/3Vcc时，Vo又翻转成高电位，此时模块7脚与1脚断开，C2放电停止，Vcc又经R1、R2和R3对C2充电，Uc2又从1/3Vcc上升到2/3Vcc， Vo又从高电位变为低电位，周而复始，Vo就是一个脉冲波形（矩形波）。脉冲宽度TL≈0.7（R1+R2+R3）C，脉冲占空TH≈0.7（R2+R3）C，所以脉冲周期。矩形波经积分电路后输出正弦波。该正弦波信号弱、杂波多、不稳定、带负载能力差。调整R3可改变频率，改变C3、C5可以调整波形失真。
第4章正弦波振荡电路 4.1 自激振荡 正弦波振荡电路用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号。它的频率范围很广，可以从一赫以下到几百兆以上；输出功率可以从几毫瓦到几十千瓦；输出的交流电能是从电源的直流电能转换而来的。 常用的正弦波振荡器 L C振荡电路:输出功率大、频率高。 R C振荡电路:输出功率小、频率低。 石英晶体振荡电路：频率稳定度高。 应用：无线电通讯、广播电视，工业上的高频感应炉、超声波发生器、正弦波信号发生器、半导体接近开关等。 1.自激振荡 放大电路在无输入信号的情况下，就能输出一定频率和幅值的交流信号的现象。 开关合在“2”时,，去掉u i仍有稳定的输出。反馈信号代替了放大电路的输入信号。 2.自激振荡的条件 相位条件意味着振荡电路必须是正反馈； 幅度条件表明反馈放大器要产生自激振荡，还必须有足够的反馈量(可以通过调整放大倍数A
或反馈系数F达到)。 3.起振及稳幅振荡的过程 设：U o是振荡电路输出电压的幅度， B是要求达到的输出电压幅度。 起振时U o=0，达到稳定振荡时U o?=B。 起振过程中U o
第十二章(非正弦周期电流电路)习题解答 一、选择题 1． 在图12—1所示电路中，已知)]cos(2512[1t u s ω+=V ， )240cos(2502+ω=t u s V 。设电压表指示有效值，则电压表的读数为 B V 。 A ．12； B ．13； Ｃ． 解：设u 如图12—1所示，根据KVL 得 )240cos(25)cos(2512021+ω+ω+=+=t t u u u s s } 即 )120cos(25)cos(25120 -ω+ω+=t t u =)60cos(25120 -ω+t 根据 2 )1(2 )0(U U U += 得1351222=+=U A 2．在图12—2所示的电路中，已知)100cos(2t u s = V ， )]60100cos(243[0-+=t i s A ，则s u 发出的平均功率为 A W 。 A ．2； B ．4； C ．5 解：由平均功率的计算公式得 ~ )600cos(0 )1()1()0()0(++=I U I U P =2)60cos(41300 =?+?W 3．欲测一周期性非正弦量的有效值，应用 A 仪表。 A ．电磁系； B ．整流系； C ．磁电系 4．在图12—3所示的电路中，Ω=20R ，Ω=ω5L ， Ω=ω451 C ， )]3cos(100)cos(276100[t t u s ω+ω+=V ，现欲使电流i 中含有尽可大的基波分量，Z 应 是 C 元件。 A ．电阻； B ．电感； C ．电容
解：由图12—3可见，此电路对基波的阻抗为~ j45 j5 45 5 20 j 1 j j 1 j - ? + + = ω + ω ω ? ω + + =Z C L C L Z R Z i = 8 45 j 20+ +Z 欲使电流i中含有尽可大的基波分量就是要使i Z的模最小，因此Z应为电容。 二、填空题 1．图12—4所示电路处于稳态。已知Ω =50 R，Ω = ω5 L，Ω = ω 45 1 C ， )] 3 cos( 100 200 [t u s ω + =V，则电压表的读数为V，电流表的读数为4 A 。 解：由题目所给的条件可知，L、C并联电路对三次谐波谐振，L对直流相当于短路。因此，电压表的读数为7. 70 2 100 =V，而电流表的读数为4 50 200 =A。 2．图12—5所示电路中，当) cos( 2 200? + ω =t u V时，测得10 = I A；当 )] 3 cos( 2 ) cos( 2 [ 2 2 1 1 ? + ω + ? + ω =t U t U u V时，测得200 = U V，6 = I A。则 83 . 105 1 = U V，71 . 169 2 = U V。 ； 解：由题意得
波形发生电路 要求：设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。 指标：输出频率分别为：102H Z、103H Z和104Hz；方波的输出电压峰峰值V PP≥20V （1）方案的提出 方案一： 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器 从而把正弦波转换成方波。 3、把方波信号通过一个积分器。转换成三角波。 方案二： 1、由滞回比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、然后通过低通滤波把三角波转换成正弦波信号。 方案三： 1、由比较器和积分器构成方波三角波产生电路。 2、用折线法把三角波转换成正弦波。 （2）方案的比较与确定 方案一： 文氏桥的振荡原理：正反馈RC网络与反馈支路构成桥式反馈电路。当R1=R2、时，F=1/3、Au=3。然而，起振条件为Au略大于3。实际操作时，C1=C2。即f=f 如果要满足振荡条件R4/R3=2时，起振很慢。如果R4/R3大于2时，正弦波信号顶部失真。调试困难。RC串、并联选频电路的幅频特性不对称，且选择性较差。因此放弃方案一。 方案二： 把滞回比较器和积分比较器首尾相接形成正反馈闭环系统，就构成三角波发生器和方波发生器。比较器输出的方波经积分可得到三角波、三角波又触发比较器自动翻转形成方波，这样即可构成三角波和方波发生器。 通过低通滤波把三角波转换成正弦波是在三角波电压为固定频率或频率变化范围很小的情况下使用。然而，指标要求输出频率分别为102H Z、103H Z和104Hz。因此不满足使用低通滤波的条件。放弃方案二。 方案三： 方波、三角波发生器原理如同方案二。
正弦波振荡器分析 1．振荡器的振荡特性和反馈特性如图9.10所示，试分析该振荡器的建立过程，并推断A、B两平衡点是否稳定。 解：依照振荡器的平衡稳定条件能够推断出A点是稳定平衡点，B点是不稳定平衡点。因此，起始输入信号必须大于U iB振荡器才有可能起振。 图9.10 图9.11 2．具有自偏效应的反馈振荡器如图9.11所示，从起振到平衡过程u BE波形如图9.12所示，试画出相应的i C和I c0波形。 解：相应的和波形如图9.13所示。 图9.12 图9.13 3．振荡电路如图9.11所示，试分析下列现象振荡器工作是否正常： （1）图中A点断开，振荡停振，用直流电压表测得V B＝3V，V E＝2.3V。接通A点，
振荡器有输出，测得直流电压V B＝2.8V，V E＝2.5V。 （2）振荡器振荡时，用示波器测得B点为余弦波，且E点波形为一余弦脉冲。 解：（1）A点断开，图示电路变为小信号谐振放大器，因此，用直流电压表测得 V ＝3V，V E＝2.3V。当A点接通时，电路振荡，由图9.12所示的振荡器从起振到平B 衡的过程中能够看出，具有自偏效应的反馈振荡器的偏置电压u BEQ，从起振时的大于零，等于零，直到平衡时的小于零（也能够不小于零，但一定比停振时的u BEQ小），因此，测得直流电压V B＝2.8V，V E＝2.5V是正常的，讲明电路已振荡。 （2）是正常的，因为，振荡器振荡时，u be为余弦波，而i c或i e的波形为余弦脉冲，所示E点波形为一余弦脉冲。 4．试问仅用一只三用表，如何推断电路是否振荡？ 解：由上一题分析可知，通过测试三极管的偏置电压u BEQ即可推断电路是否起振。短路谐振电感，令电路停振，假如三极管的静态偏置电压u BEQ增大，讲明电路差不多振荡，否则电路未振荡。 5．一反馈振荡器，若将其静态偏置电压移至略小于导通电压处，试指出接通电源后应采取什么措施才能产生正弦波振荡，什么缘故？ 解：必须在基极加一个起始激励信号，使电路起振，否则，电路可不能振荡。 6．振荡电路如图9.14所示，试画出该电路的交流等效电路，标出变压器同名端位置；讲明该电路属于什么类型的振荡电路，有什么优点。若L＝180μH，C2＝30pF，C 的变化范围为20～270pF，求振荡器的最高和最低振荡频率。 1
精心整理 波形发生电路 要求：设计并制作用分立元件和集成运算放大器组成的能产生方波、三角波和正弦波的波形发生器。 指标：输出频率分别为：102H Z 、103H Z 和104Hz ；方波的输出电压峰峰值V PP ≥20V （1）方案的提出 方案一： 1、由文氏桥振荡产生一个正弦波信号。 2、把文氏桥产生的正弦波通过一个过零比较器 （2f=f 0时，F=1/ 3、器。将三角波分成若干段，按不同的比例衰减，就可以得到近似与正弦波的折线化波形。而且折线法不受频率范围的限制。 综合以上三种方案的优缺点，最终选择方案三来完成本次课程设计。 （3）工作原理： 1、方波、三角波发生电路原理 该电路由滞回比较器和积分器组成。图中滞回比较器的输出电压u01=Uz ±，它的输入电压就是积 分电路的输出电压u02。则U1A 的同相输入端的电位：101202 up=1212 R u R u R R R R +++g g ,令up=un=0，则阀值电 压：1 022 R Ut u Uz R ±==±；积分电路的输入电压是滞回比较器的输出电压u01，而且不是+Uz ，就是
-Uz，所以输出电压的表达式为： 01(10) 0202(0) 82 u t t u u t R C - =-+ g ；设初态时u01正好从-Uz跃变到+Uz， 则： (10) 02 82 Uz t t u Ut R C - =-+ g ，积分电路反向积分，u02随时间的增长线性下降，一旦u02=-Ut，在稍 减小，u01将从+Uz跃变为-Uz，使式变为： (21) 02 82 Uz t t u Ut R C - =- g ，积分电路正向积分，u02随时间增 长线性增大，一旦u02=+Ut，再稍微增大，uo1将从-Uz跃变为+Uz，回到初态。电路重复上述过程，因而产生自激振荡。由上分析，u01是方波，且占空比为50%，幅值为Uz ±；u02是三角波，幅值为Ut ±。 取正向积分过程，正向积分的起始值-Ut，终了值+Ut，积分时间为T/2，代入 (21) 02 82 Uz t t u Ut R C - =- g ， 得 Uz T Ut += g1R2 R 2 图中 在 益为1。，
南京师范大学 电气与自动化工程学院 课程设计报告 （2018—2019学年第二学期） 题目：正弦信号产生电路的设计与制作学号：181802008 姓名：刘事成 指导教师：陈余寿 专业：电气工程及其自动化 设计时间： 2019年4月16日
目录 一、设计任务与功能要求 (1) 1.任务 (1) 2.要求 (1) 二.设计原理概述 (1) 三．方案论证 (1) 1.正弦波发生器 (1) 2.调压单元 (2) 3.功率放大器 (3) 四．电路参数计算 (5) 1.正弦信号振荡电路 (5) 2.调压电路 (5) 五．电路系统总图 (6) 六．元件清单 (6) 七．测试结果 (7) 1．测试结果对比 (7) 2.误差分析 (7) 八．参考文献 (7)
课题一：正弦信号产生电路的设计与制作 一、设计任务与功能要求 1.任务 选择合适的集成运放设计、制作一个正弦信号产生电路。 2.要求 1. 正弦信号产生电路输出正弦信号V o的频率f0 =1kHz、幅值V P=2V~8V连续可调；要求电路在带负载R L=100Ω状态下工作稳定； 2. 仿真电路，给出仿真结果； 3. 焊接、制作所设计电路； 4. 调试、测试电路，记录输出波形V o，测量其最大不失真输出信号幅值； 5. 撰写完整报告（含理论设计和实践制作两部分）。 二.设计原理概述 图2-1 总设计结构框图 如图2-1所示，由正弦波发生电路产生1kHz的正弦波并由调压单元转化为幅值为2V~8V连续可调的正弦波，由功率放大器提高信号的带负载能力。 所有运放和三极管的电源都由直流稳压电源将220V交流电转化为±12V 的直流电源供电。 三．方案论证 1.正弦波发生器 方案1：如图3-1.1所示，LC变压器式正弦振荡电路。其LC变压器式振荡电路主要用来产生高频信号，其工作频率降低时，要求增大振荡回路的电感量和电容量。大电感和大电容的体积大、笨重，因此LC振荡电路不适合用于低频一般在1MHz以，并且会产生高次谐波。
课程设计任务书 学生姓名：陈翠芸专业班级：光信科1001 指导老师：刘辛工作单位：武汉理工大学理学院 题目：正弦波振荡电路设计 初始条件：直流可调稳压电源一台、示波器一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、技术要求： 设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。 2、主要任务： （一）设计方案 （1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较； （2）以模拟器件电路为主，设计一个正弦波振荡电路（实现方案）； （3）依据设计方案，进行预答辩； （二）实现方案 （4）根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图； （5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数； （6）在面包板上组装电路； （7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求； （8）撰写设计说明书，进行答辩。 3、撰写课程设计说明书： 封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期 任务书 目录（自动生成） 正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案； 4、调试过程及结论； 5、心得体会； 6、参考文献 成绩评定表 时间安排： 课程设计时间：17周－18周 17周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩； 18周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。 指导教师签名：年月日 系主任（或负责老师）签名：年月日
目录 1 技术指标 (3) 2 设计方案及其比较 (3) 2.1 方案一 (3) 2.2 方案二 (4) 2.3 方案三 (5) 2.4 方案比较 (5) 3 实现方案 (5) 4 调试过程及结论 (7) 5 心得体会 (9) 6. 参考文献 (11)
*第五章正弦波振荡电路教学重点 1．掌握正弦波振荡条件、电路组成。 2．掌握LC振荡电路振荡频率计算、起振条件。 3．掌握RC桥式振荡电路组成和振荡条件。 4．搭建、调试RC桥式正弦波振荡器功能电路。 教学难点 1．正弦波振荡可能性的判断。 2．理解各种振荡电路组成。 学时分配 5.1自激振荡 振荡器产生的信号是“自激”的，通常称为自激振荡器。 5.1.1自激振荡的形成 1．自激振荡的现象 通过扩音系统中的自激现象，感受放大器自激的效果。
2．正弦波振荡电路的组成 正弦波振荡电路由放大器、反馈电路、选频网络和稳幅电路等部分组成。 （1）放大电路 （2）反馈网络 （3）选频网络 （4）稳幅电路 由于电路通电的瞬间，电路将产生微小的 噪声或扰动信号→电路对频率为f 0的正弦波产 生正反馈过程，则输出信号u o ↑→u f ↑（u i ′↑） →u o ↑↑。于是u o 越来越大，由于管子的非线性特性，当u o 的幅值增大到一定程度时，放大倍数将减小（稳幅）→电路达到动态平衡。 5.1.2自激振荡产生的条件 1．相位平衡条件 要维持振荡，电路必须是正反馈，其条件是：?=0或 ?=A ?＋F ?=2n π （n=0，1，2， 3…）。其中A ?为放大器的相移，F ?为反馈电路的相移，?为相位差。 即，反馈电压的相位与净输入电压的相位必须相同，即反馈回路必须是正反馈。 2．振幅平衡条件 自激振荡的振幅平衡条件是：AF ≥1 。 即，要维持等幅振荡，反馈电压的大小必须等于净输入电压的大小，即u f = u i ′。 5.2 常用振荡电路 正弦波振荡电路按反馈网络性质分类可分为两大类： RC 振荡电路 由电阻、电容元件和放大电路组成的振荡电路 LC 振荡电路（含石英晶体振荡电路）是由电感、电容元件和放大电路组成的振荡电路 5.2.1 RC 桥式振荡电路 做一做：用示波器观察RC 振荡电路产生的正弦波形 1．RC 网络的选频特性 将电阻R 1与电容C 1串联、电阻R 2与电容C 2并联所组成的网络称为RC 串并联选频网络，如图所示。通常选取R 1=R 2=R ，C 1=C 2=C 。 u i =0