内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《电子工艺实训》课程设计报告
文氏桥振荡器的焊接与测试的实验报告计算机与信息工程学院2012级12班hjgh 3455456
指导教师张鹏举教授
摘要根据元件包中所提供元件，应用集成运放设计并搭建实现文氏桥振荡电路，调解电路中参数使得电路输出从有到无，从正弦波到失真。定量的绘出正弦波的波形，记录起振时的电路参数，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。并记录出最大不失真输出时的振幅。
关键词文氏桥振荡器；振荡频率；正玄波
1 设计任务及主要技术指标和要求
(1) 进一步掌握焊接技术。
(2) 掌握文氏桥振荡器的组成及工作原理。
(3) 掌握文氏桥振荡器的调整方法和自动稳幅系统的作用。
2 引言
在所有低频振荡电路中，文氏桥是最简单的一种，其工作状况几乎不受外部环境变化的影响，很少发生背离设计初衷的情况。即使采用非常普通的标准器件，也能输出非常标准的正弦波，受运算放大器的限制也很小。尽管如此，对文氏桥的理解也不能过于简单，由于设计过于理想化或简单
化会导致其性能或结果偏离设计要求。
3工作原理
文氏电桥振荡电路又称RC串并联网络正弦波振荡电路，它是一种较好的正弦波产生电路，适用于频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈风络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡电路通常是得不到正弦波的，这是由于正反馈时不量是很难控制，帮还需要加入一些其他电路。下图即为运算器组成的文氏电桥RC正弦波振荡电路（图1）。
图1 RC文氏桥振荡器
4 电路组成部分
为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。
如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。
为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。正弦波发生电路的组
成：放大电路、正反馈网络、选频网络、稳幅电路。
5 设计步骤及方法
(1) 文氏桥振荡器的焊接：按所给电路图进行装配，焊接。仔细检查有无错误、漏接、虚焊及有无短路等情况。如有应排除之。
(2) ±15V电源的调节方法；把实训台上双路稳压电源均调节至15V，然后如实验所给图接法，即可得到一组±15V直流电源。
(3) 接上电源，用示波器观察输出波形，调节电位器R4，观察波形的变化。
6 电路总体说明
(1) 文氏桥振荡器的实现
根据元件包中所提供元件，应用集成运放设计并搭建实现文氏桥振荡电路，调解电路中参数使得电路输出从有到无，从正弦波到失真。定量的绘出正弦波的波形，记录起振时的电路参数，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。并记录出最大不失真输出时的振幅。
(2) 研究RC参数对振荡频率的影响
改变R、C参数的大小，用示波器观测起振的正弦输出，分析R、C参数对振荡频率的影响。
7 设计所用器材
8 小结
通过这次试验我学会了关于文氏桥振荡器的原理及一些实践知识。尤其对焊接和测试的实践技术虽然是初次但受益匪浅，相信对以后的生活和
实践学习颇有帮助。在试验中我们组遇到了很多困难和失败，但在张老师的帮助下，我们都收获了很多。经过这次课程，体会到了做实验的辛酸与困难，也体会到了做实验中的快乐。很感谢能够在张鹏举老师的指导下做实验，感谢张鹏举老师不辞辛劳的教导，在此表示衷心的感谢。
参考文献
【1】《模拟电子技术基础》（第四版），高等教育出版社
【2】《电子创新设计与实践》（第二版）王松武主编，国防工业出版社
【3】《常用电路模块分析与设计指导》，王松武编制，清华大学出版社
微波与天线实验报告 实验名称：压控振荡器 实验指导：黎鹏老师 一、实验目的： 1.了解变容二极管的基本原理与压控振荡器的设计方法。 2.利用实验模组的实际测量使学生了解压控振荡器的特性。 3.学会使用微波软件对压控振荡器进行设计和仿真，并分析结果。 二、预习内容： 1．熟悉VCO的原理的理论知识。 2．熟悉VCO的设计的有关的理论知识。
三、实验设备： 项次设备名称数量备注 1 MOTECH RF2000 测量仪1套亦可用网络分析仪 2 压控振荡器模组1组RF2KM9-1A 3 50Ω BNC及1MΩ BNC 连接线4条CA-1、CA-2 、CA-3、CA-4 4 直流电源连接线1条DC-1 5 MICROWAVE软件1套微波软件 四、实验步骤 1、硬件测量： 1．对MOD-9,压控振荡器的频率测量以了解压控振荡电路的特性。 2．准备电脑、测量软件、RF-2000,相关模组，若干小器件等。 3．测量步骤: MOD-9之P1端子的频率测量： ⑴设定 RF-2000测量模式：COUNTER MODE. ⑵用DC-1连接线将RF-2000后面12VDC 输出端子与待测模组之12VDC 输入端子连接起来。 ⑶针对模组P1端子做频率测量。 ⑷调整模组之旋钮，并记录所量测频率值： 最大_623_______ MHZ。 最小___876_____ MHZ。 4．实验记录：填写各项数据即可。 5．硬件测量的结果建议如下为合格： RF2KM9-1A MOD-9 fo 600-900MHZ Pout≥5dBm 6．待测模组方框图: 2、软件仿真： 1、进入微波软件。 2、在原理图上设计好相应的电路，设置好端口，完成频率设置、尺寸规范、 器件的加载、仿真图型等等的设置。
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
B-Z 振荡反应 实验日期：2016/11/24 完成报告日期：2016/11/25 1 引言 1.1 实验目的 1. 了解Belousov-Zhabotinski 反应（简称B-Z 反应）的机理。 2. 通过测定电位——时间曲线求得振荡反应的表观活化能。 1.2 实验原理 对于以B-Z 反应为代表的化学振荡现象，目前被普遍认同的是Field ，kooros 和Noyes 在1972年提出的FKN 机理，，他们提出了该反应由萨那个主过程组成： 过程A ① ② 式中 为中间体，过程特点是大量消耗。反应中产生的能进一步反应，使 有机物MA 如丙二酸按下式被溴化为BrMA, (A1) (A2) 过程B ③ ④ 这是一个自催化过程，在消耗到一定程度后， 才转化到按以上③、④两式 进行反应，并使反应不断加速，与此同时，催化剂氧化为。在过程B 的③和④中，③的正反应是速率控制步骤。此外， 的累积还受到下面歧化反应的制约。 ⑤ 过程C MA 和使离子还原为，并产生（由）和其他产物。 这一过程目前了解得还不够，反应可大致表达为： ⑥2++f +2+其他产物 式中f 为系数，它是每两个离子反应所产生的数，随着与MA 参加反应 的不同比例而异。过程C 对化学振荡非常重要。如果只有A 和B ，那就是一般的自催化反应或时钟反应，进行一次就完成。正是由于过程C ，以有机物MA 的消耗为代价，重新得到和，反应得以重新启动，形成周期性的振荡。 322BrO Br H HBrO HOBr --+++→+22HBrO Br H HOBr -+++→2 HBrO Br - HOBr 22HOBr Br H Br H O -+++→+2Br MA BrMA Br H -+ +→++32222BrO HBrO H BrO H O -++++342222222BrO Ce H HBrO Ce ++ ++→+Br - 2 HBrO 3Ce + 4Ce + 2 HBrO 232HBrO BrO HOBr H -+ →++BrMA 4Ce + 3Ce + Br - BrMA 4Ce + MA BrMA →Br - 3Ce + 4Ce + Br - BrMA Br - 3Ce +
* 课程设计报告 题目：文氏电桥正弦波振荡 学生姓名：** 学生学号：*** 系别：电气信息工程学院专业：通信工程 届别：2014届 指导教师：** 电气信息工程学院制 2013年5月
文氏电桥正弦波振荡 学生：** 指导教师：** 电气信息工程学院通信工程专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 1. 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经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。 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. 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。 1.2 课程设计的要求 （1）熟悉multisim的使用方法，掌握文氏电桥正弦波振荡原理，以此为基础在软件中画出电路图。 （2）绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形，观察其波形，通过对分析结果来加强对其原理的理解。 （3）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。 1.3 课程设计的研究基础（设计所用的基础理论） 以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。 在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交
文氏桥振荡电路 一、问题背景 将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器件可采用集成运算放大器。 RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端 之间，构成正反馈，接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻，构成负反馈。正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。 文氏电桥振荡器的优点是：不仅振荡较稳定，波形良好，而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。 二、问题简介 由文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1 所示。（1）若取R1=15kΩ，试分析该振荡电路的起振条件（R f的取值）；（2）仿真观察R f取不同值时，运放同相输入端和输出端的电压波形； 图1 由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图
（3）若在反馈回路中加入由二极管构成的非线性环节（如图2所示），仿真观察R2取不同值时，运放同相输入端和输出端的电压波形。也可同时改变R f和R2的值。 图2 加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图 三、理论分析 （1）由图一的电路可以看出，电路在回路网络中加入了文氏选频网络，下面对文氏选频网络进行理论上的分析，从电路总提取文氏电路如图三所示。 图3 文氏选频网络
图中o U 是运放的输出量，f U 是反馈量。为了能够使电路振荡起 来，就必须通过选定参数即确定频率，使得在某一频率下o U 和 f U 同 相。 那么，当信号频率很低时，有 1R C ω>> 故将会有f U 的相位超前o U 的相位，当频率接近0时，相位超前接近于 90度。相反地，当信号频率很高以至于趋于无穷大时，可以得出 f U 的 相位滞后o U 的相位几乎-90度。 所以，在信号频率由0到无穷大的变化过程中，必然有某一个频率，使得输出量与反馈量同相，从而形成正反馈。下面就具体来求解此振荡频率。 由反馈系数 1//11//f o R U j C F U R R j C j C ωωω==++ 整理可得 1 13()F j CR CR ωω=+- 若电路的信号频率为f ，令特征频率 01 2f RC π= 代入F 的表达式，可以得到 001 3()F f f j f f =+-。
目录 第1章摘要 (2) 第2章引言 (2) 第3章基本原理 (2) 3.1 基本文氏振荡器 (2) 3.2 振荡条件 (4) 第4章参数设计及运算 (5) 4.1 结构设计 (6) 4.2 参数计算 (7) 第5章结论 (9) 心得体会 (11) 参考文献 (11)
第1章摘要 本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。经测试，该发生器能产生频率为100-1000Hz的正弦波，且能在较小的误差范围内将振幅限制在2.5V以内。 第2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3章基本原理 3.1 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 ()()34 001/3//R R T jf j f f f f += +- 这是一个带通函数，因为它在高频和低频处均趋于零。它的峰值出现在0f f =处，其值为 ()34 1/3R R T jf += ()T jf 为实数表明了一个频率为 0f 的信号经过环回路一周后，其净相移为零。 根据()T jf 的大小，可有三种不同的可能性：
实验七 文氏桥正弦振荡器 一、 实验目的 1．掌握振荡条件和稳幅措施。 2．研究文氏桥网络的选频特性和传输特性。 3. 学习文氏桥振荡器的调试与测试技术。 二、 实验原理 1. 振荡器的振荡条件 振荡过程是一个正反馈过程，振荡常常是一个微扰引起的，如果这个微扰经过反馈，弱于原输入的讯号，循环一次减弱一次，直至消亡，即为负反馈或环增益小于1, 无法起振。如果经过反馈后的信号强于原来的输入讯号，循环一次增强一次，振幅越来越大，直至晶体管的非线性或外部稳幅系统限制了它的振幅为止。我们把这个放大与反馈的过程表达为 ? ? F A ，即称为环路增益，简称环增益。电压放大倍数?A 与反馈系数? F 都是复数： A F j j e A A e F F φφ? ? ? ? == 7-1 ??F A =) (F A j e F A φφ+? ? 7-2 令 A A =? ， F F =? ，因此 起振条件有两个： 振幅条件： 1>AF (6-3) 相位条件：2 n=0,1,2A F n φφπ+= (6-4) 起振以后，振幅逐渐增大，但由于晶体管的非线性或稳幅系统起控，A 逐渐变小，达到一个平衡状态，此时1=AF ，所以振荡器的振幅平衡条件为： 1=AF (6-5) A 与F 都是频率的函数，在某个频率上，这两个条件都满足了，这个频率便是振荡器的
振荡频率。 2. 文氏桥正弦振荡器 文氏桥振荡器是低频振荡器中最常见的一种电路。它使用的元件只需电阻、电容，而不需要难于制作的电感元件，且波形比较好，故得到广泛应用。文氏桥原是电学中的交流电桥，用来测量电容的容量，以及交流电频率的电桥。原名是维恩电桥（Wien Bridge ），我国简称为文氏桥。 这个电桥的电路如图7-1（a ）所示 图7-1 文氏电桥 如果电桥的R 1＝R 2＝R ，C 1＝C 2＝C ，R 4＝2R 3，那么从A 、C 两端输入一个频率为：12f R C π=的正弦波电压，B 、D 两端的电压便为零。 我们可以将这个桥路分解为图7-1（b ）与7-1（c ）两个网络。网络（b ）具有以下的传输函数F b (j ω)： ) 1 (11 )(2 1121 22 1R C R C j C C R R V V j F F i o b c ???- +++= = =? ? ? (6-6) 上式仅在2112 1 0C R C R ωω- =时，F(j ω)才能成为实数，此时的ω0为： 021012 1 C R C R ωω= 有 2 01212 1 C C R R ω= (6-7) 如果选R 1＝R 2＝R ，C 1＝C 2＝C ，（6-7）式可以简化为： 01R C ω= 或RC f π210= (6-8) 此时的F b 为极大值： 3 1)(==o b bm F F ? (6-9) 由于虚部为零，故此时的相位为
文氏电桥正弦波振荡电路(2007-05-22 09:33:33) (这是一个很基本也很简单的电路，但很多细节的东西还值得去仔细研究，那次小组会面对老师的提问我没能讲清楚，没有被批评的够惨，但我的确认识到了自己的不足，下来后我好好把这个电路研究了一下，总结出了这些知识。希望所有的同行在做一个项目的时候，不能为了完成任务而去做，有的东西有必要把细节的东西好好研究一下，多问几个为什么，这样才能真正的学到东西，积累经验，在掌握好基础知识的基础上再研究新问题，那才是真正意义上的科研。可能下面的总结会有遗漏之处，欢迎大家提出问题，共同学习。) 文氏电桥正弦波振荡电路 （2007.4.27总结） 一、振荡原理 如上图所示，信号Xi经过一个放大环节A放大后得到放大信号Xo=A*Xi。 如果在上图中加一个反馈环节，如下图所示： Xo经过反馈环节F后得到反馈信号Xf=A*F*Xi。当反馈信号Xf与输入信号Xi幅值和相位都相同时，即以Xf作为输入Xi，则可以在输出端维持原有的信号Xo，也就是自激。所以，要使得上图中的系统平衡，则应有A*F=1。 即|A*F|=1（幅度平衡条件） 且Ψa+Ψf=2*n*PI （n为整数）Ψa和Ψf分别为A、F的幅角，此式说明反馈环节F 是一个正反馈。
A*F=1是振荡平衡的条件，也就是可维持等幅振荡输出；如果A*F<1，则电路的振荡输出将越来越小，直到停止振荡；如果A*F>1,振荡电路的输出将越来越大，直到电路中器件达到饱和或者截止。所以电路维持等幅振荡的唯一条件是A*F=1。 二、振荡的建立和稳定 前面讨论的自激振荡条件，是假设先给振荡电路的放大环节有一个外加的输入信号。但实际振荡电路一般不会外加激励信号。 对于一个正弦波振荡器来说，有一个选频网络，所以振荡电路只可能在某一个频率f0下满足相位平衡的条件（在后面的内容中将会对此做详细的叙述）。放大电路中存在噪声或干扰（例如接通直流电源时电路中就会产生电压或者电流的瞬变过程），它的频谱范围很广，必然包括振荡频率的分量。这些噪声和干扰经过选频网络选频后，只有f0这一频率分量满足相位平衡条件，只要此时A*F>1则可以增幅振荡，将此信号放大，建立起振荡。而除了 f0之外的其他频率的分量则衰减。 所以电路起振的条件为A*F>1且Ψa+Ψf=2*n*PI（n为整数）。除了要求电路的相位满足条件之外还要满足|A*F|>1。 从A*F>1到A*F=1：接通电源后，频率为f0的分量将逐渐增大，当幅值达到一定程度后，放大环节的非线性期间就会接近甚至进入非线性工作区（饱和区或者截止区），这时候放大增益A将逐渐下降，输出波形产生失真，所以经过选频网络后其输入也将随之下降。形成失真振荡。所以为了避免失真振荡，应尽量避免放大器件进入非线性工作区。解决办法是在放大器件在没有进入非线性工作期前加稳幅环节，使A*F从大于1逐渐减小到1，从而达到稳幅振荡的目的。 三、文氏电桥振荡电路
高频电子线路课程设计 题目： 院（系、部）： 学生姓名： 指导教师： 年月日 河北科技师范学院教务处制
摘要 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。 本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。文氏桥振荡电路由两部分组成：即放大电路和选频网络。由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入电阻高、输出电阻低的特点。经测试，该发生器能产生频率为100-1000Hz的正弦波，且能在较小的误差范围内将振幅限制在2.5V以内。 关键词：正弦波；振荡器；文氏电桥
目录 摘要.................................................... 错误！未定义书签。1设计任务及要求. (9) 1.1.................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 ***............................................................................................ 错误！未定义书签。 2 方案论证 (10) 3 单元电路设计 (11) 4 电路原理图及PCB版图 (11) 5 总结................................................... 错误！未定义书签。附录及参考文献........................................... 错误！未定义书签。
lc压控振荡器实验报告 篇一：实验2 振荡器实验 实验二振荡器 （A）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、基本原理 图6-1 正弦波振荡器（4.5MHz） 【电路连接】将开关S2的1拨上2拨下， S1全部断开，由晶体管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2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。振荡频率可调范围为：
?3.9799?M??f0??? ? ?4.7079?M? CCI?25p CCI? 5p 调节电容CCI，使振荡器的频率约为4.5MHz 。振荡电路反馈系数: F= C1356 ??0.12 C20470 振荡器输出通过耦合电容C3（10P）加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C3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Q1调谐放大，再经变压器耦合从J1输出。 四、实验步骤 根据图6-1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。 1. 调整静态工作点，观察振荡情况。 1）将开关S2全拨下，S1全拨下，使振荡电路停振 调节上偏置电位器RA1，用数字万用表测量R10两端的静态直流电压UEQ(即测量振荡管的发射极对地电压UEQ)，使其为5.0V(或稍小，以振荡信号不失真为准)，这时表明振荡管的静态工作点电流IEQ=5.0mA（即调节W1使
R C文氏电桥振荡电路
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
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。
(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 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数 此时反馈系数 与频率f0的大小无关，此时的相角 jF=0°。文氏RC振荡电路可以通过双连电位器或双连电容器来调节振荡电路的频率，即保证R=R1 = R2，C=C1 = C2始终同步跟踪变化，于是改变文氏桥RC振荡电路的频率时，不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。 根据振荡条件丨AF丨＞1，在谐振时，放大电路的电压增益应该Au=3。由图1可知，RC串并联网络的反馈信号加在运算放大器的同相输入端，运算放大器的电压增益由R3和R4确定，是电压串联负反馈，于是应有 振荡的建立和幅度的稳定 振荡的建立 所谓振荡的建立，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡输出。由于电路中存在噪声，噪声的频谱分布很广，其中也包括f0及其附近一些频率成分。由于噪声的随机性，有时正有时负，有时大一些有时小一些。为了保证这种微弱的信号，经过放大通过正反馈的选频网络，使输出幅度愈来愈大，振荡电路在起振时应有比振荡稳定时更大一些的电压增益，即丨AF丨＞1，所以Au f＞3，丨AF丨＞1称为起振条件。 通过热敏元件稳定输出幅度 加入R3、R4支路，电路是串联电压负反馈，其放大倍数
广州大学学生实验报告 院（系）名称 物理与信息工程系 班别 姓名 专业名称 学号 实验课程名称 模拟电路实验 实验项目名称 RC 串并联网络（文氏桥）振荡器 实验时间 实验地点 实验成绩 指导老师签名 【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、调试振荡器。 【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1Hz ～1MHz 的低频信号。 RC 串并联网络（文氏桥）振荡器 电路型式如图6－1所示。 振荡频率 RC 21 f O π= 起振条件 |A &|＞3 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6－1 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。 【实验仪器与材料】 模拟电路实验箱 双踪示波器 函数信号发生器 交流毫伏表 万用电表 连接线若干
【实验内容及步骤】 1.RC 串并联选频网络振荡器 （1）按图6－2组接线路 图6－2 RC 串并联选频网络振荡器 （2）接通RC 串并联网络，调节R f 并使电路起振，用示波器观测输出电压u O 波形，再细调节R f ，使获得满意的正弦信号，记录波形及其参数，即，测量振荡频率，周期并与计算值进行比较。 （3） 断开RC 串并联网络，保持R f 不变，测量放大器静态工作点，电压放大倍数。 （4）断开RC 串并联网络，测量放大器静态工作点及电压放大倍数。（输入小信号：f=1KHz,峰峰值为100mV 正弦波）用毫伏表测量u i 、u 0 就可以计算出电路的放大倍数。 （5）改变R 或C 值，观察振荡频率变化情况。 将RC 串并联网络与放大器断开，用函数信号发生器的正弦信号注入RC 串并联网络，保持输入信号的幅度不变（约3V ），频率由低到高变化，RC 串并联网络输出幅值将随之变化，当信号源达某一频率时，RC 串并联网络的输出将达最大值（约1V 左右）。且输入、输出同相位，此时信号源频率为 2πRC 1 f f ο== 【实验数据整理与归纳】 （1）静态工作点测量 U B （V ） U E （V ） U C (V) 第一级 2.48 2.96 4.66 第二级 0.84 11.51 1.01 （2）电压放大倍数测量： u i (mV) u o (V) Av 788 2.80 3.60
VCO压控振荡器实验报告 目录章节 设计要求及方案选择 (2) 框内电路设计（EWB仿真） (5) 总电路叙述 (10) 器件表 (12) 总电路图 (13) 问题及修改方案 (13) 体会 (14) 参考书目及文献资料 (17) 附录：总电路图 (17)
设计要求及方案选择 1．设计内容 V/F转换（VCO压控振荡器） 2. 设计要求 输入0—10V电压，输出0—20KHz脉冲波（或者0—10KHz 对称方波）。绝对误差在正负30Hz以内。 3. 设计方案 （1）RC压控振荡器
（2）双D触发器式的VCO电路 图片来源CIC中国IC网 如图所示为双D触发器式的VCO。电路输出一个占空比50％的方波信号，而消耗的电流却很小。当输入电压为5～12V 时，输出频率范围从20～70kHz。首先假设IC-A的初始状态是Q=低电平。此时VDl被关断，Vi通过Rl向Cl充电。当Cl 上的电压达到一定电平时，IC-A被强制翻转，其Q输出端变成高电平，Cl通过VDl放电。同时，IC-A的CL输入端也将变成低电平，强制IC-A再翻回到Q=低电平。由于R2和C2的延时作用，保证了在IC-A返回到Q为低电平以前，把Cl的电放掉。IC-A输出的窄脉冲电流触发IC-B，产生一个占空比为50％的输出脉冲信号。
（3）具有三角波和方波输出的压控振荡器 图片来源CIC中国IC网 如图所示为具有三角波和方波输出的压控振荡电路。该电路是一个受控制电压控制的振荡器。它具有很好的稳定性和极好的线性，并且有较宽的频率范围。电路有两个输出端，一个是方波输出端，另一个为三角波输出端。图中，A1为倒相器，A2为积分器，A3为比较器。场效应管Q1用来变换积分方向。比较器的基准电压是由稳压二极管D1、D2提供，积分器的输出和基准电压进行比较产生方波输出。电阻R5、R6用来降低Q1的漏极电压，以保证大输入信号时Q1能完全截止。电阻R7、R8和二极管D3、D4是为了防止A3发生阻塞。
厦门大学电子线路实验报告 实验名称：实验十一、集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器系别： 班号： 学生学号： 学生姓名： 实验时间：2014年 9 月 25 日 报告完成时间：2014年 9 月 27日 指导教师意见：
实验十一 集成运算放大器组成的RC 文氏电桥振荡器 一、 实验目的 1、 掌握产生自激振荡的振幅平衡条件和相位平衡条件； 2、 了解文氏电桥振荡器的工作康及起振条件和稳幅原理。 二、 实验仪器 1、 示波器 1台 2、 函数信号发生器 1台 3、 直流稳压电源 1台 4、 数字万用表 1台 5、 多功能电路实验箱 1台 6、 交流毫伏表 1台 三、 实验原理 1、 产生自激的条件：一般振荡器由放大器和正反馈网络组成。振荡器产生自激必须满足两个 基本条件： （1） 振荡平衡条件：反馈信号的振幅应该等于输入信号的振幅，即： VF=Vi ； （2） 相位平衡条件：反馈信号与输入信号应同相位，相位差应为： ψ=Ψa+ψf =±2n π（n=0、1、2……） 2、 RC 串-并联网络的选频特性： RC 串-并联网络如图1（a ）所示，电压传输系数为： 2 1122 ()121211(1)(21) 11222112 R j R C F R R C R j C R j C j R C R C C R ωωωωω++==+++++-+ 当R1=R2=R ，C1=C2=C 时，上式为： 1 ()1 3() F j RC RC ωω+= +- 若令上式虚部为零，即得到谐振频率fo 为：1 2fo RC π= 当f=fo 时，传输系数最大且相移为0，即：Fmax=1/3，?f=0。 传输系数F 的幅频特性如图2（b ）（c ）所示。为满足振幅平衡条件，要求放大器|A|=3，为满足相位平衡条件，要求放大器为同相放大。
RC 文氏电桥振荡器 一、实验目的 1、 学习RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件。 2、 学会测量、测试振荡器。 二、实验原理 下图是运用放大器组成的文氏电桥RC 正弦波振荡电路，图中3R 、4R 构成负反馈支路，1R 、2R 、1C 、2C 串联选聘网络构成正反馈支路并兼做选频网络，二极管构成稳幅电路。调节电位器p R 可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。二极管1D 、2D 要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出波形正负半周对称，同时接入4R 以消除二极管的非线性影响。 图一正弦波振荡电路 三、实验内容 1、 按照图一电路图连接好电路。 2、 启动仿真按钮，用示波器观测有无正弦波输出。如无输出，可调节p R 使O V 从无到有直至不失真。绘出O V 的波形，并记录临界起振、正弦波输
出及出现失真情况下的p R 值。记录结果。 3、 调节电位器p R 使输出波形幅值最大且不失真，分别测量出输出电压 O V ，记录结果，分析振荡的幅值条件。 4、 断开二极管，重复步骤3，将结果与步骤3进行比较。 5、 观察1R =2R =10k Ω，12=C C =0.01μF 和1R =2R =10k Ω,12=C C =0.02μF 两种情况下，分别测量O V 的幅值、反馈电压f V 和频率。 四、实验数据及相应图 1、 调节p R ，输出波形从无到有直至不失真。测试数据下 图2 起振波形
图3 振幅最大不失真 图4 临界失真
2、断开二极管，在上述三种相同情况下，对输出波形的影响。 图5 断开二极管，起振波形 图6 断开二极管，振幅最大不失真波形 图7 断开二极管，临界失真波形
仿真实验课程名称：数字电子技术实验仿真 仿真实验项目名称：基于555定时器的多谐振荡器的设计 仿真类型（填■）：（基础□、综合□、设计■） 院系：物理与机电工程学院专业班级：13电子（2）班 姓名：学号： 指导老师：刘堃完成时间：成绩： 一、实验目的 1、熟悉555集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点；掌握555集成时基电路的基本应用。 2、掌握Multisim10软件在数字电子技术实验中的应用。
二、实验设备 Multisim10软件。 三、实验原理 （1）555定时器 集成芯片555是一种能够产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路，是数字、模拟混合型的中规模集成电路。芯片引脚排列如图1所示，内部电路如图2所示。电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，广泛应用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5 k Ω的电阻，故取名555电路。电路类型有双极型和CMOS 型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS 产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的555电路电源电压为+5 V ~ +15 V ，输出的最大电流可达200 mA ；CMOS 型的电源电压是+3 V~+18 V 。 555内部电路有两个电压比较器、基本RS 触发器和放电开关管T 。比较器的参考电压由三只5 k Ω的电阻分压提供，比较器A 1同相端参考电平为CC V 3 2、比较器A 2的反相端参考电平为CC V 31。A 1和A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号超出CC V 3 2时，比较器A 1翻转，触发器复位，555的输出端○ 3脚输出低电平，开关管导通，电路充电。当输入信号低于CC V 3 1时，比较器A 2翻转，触发器置位，开关管截止，电路放电，555的○3脚输出高电平。 D R 是复位端，当其为0时，555输出低电平。应用时通常开路或接V CC 。 ○5脚是控制电压端，平时输出CC V 3 2作为比较器A 1的参考电平，当○5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个μF 的电容器至地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T 为放电管，当T 导通时，经过脚○ 7至电容器，提供低阻放电电路。 （2）555定时器构成多谐振荡器 如图3，由555定时器和外接元件R 1、R 2、C 构成多谐振荡器，脚○ 2与脚○6直接相连。 图1 555芯片引脚排列图 图2 555定时器内部电路
实验十四模拟锁相环实验 一、实验目的 1、了解用锁相环构成的调频波解调原理。 2、学习用集成锁相环构成的锁相解调电路。 二、实验容 1、掌握锁相环锁相原理。 2、掌握同步带和捕捉带的测量。 三、实验仪器 1、1号模块1块 2、6号模块1块 3、5号模块1块 4、双踪示波器1台 四、锁相环的构成及工作原理 1、锁相环路的基本组成 锁相环由三部分组成，如图14-1所示，它由相位比较器PD、低通滤波器LF、压控振荡器VCO三个部分组成一个闭合环路，输入信号为V i(t),输出信号为V0(t),反馈至输入端。下面逐一说明基本部件的作用。 图14-1 锁相环组成框图 一、压控振荡器（VCO） VCO是本控制系统的控制对象，被控参数通常是其振荡频率，控制信号为加在VCO上的电压，故称为压控振荡器，也就是一个电压－频率变换器，实际上还有一种电流－频率变换器，但习惯上仍称为压控振荡器。 二、鉴相器（PD）
PD 是一个相位比较装置，用来检测输出信号V 0(t)与输入信号V i (t)之间的相位差θe (t)，并把θe (t)转化为电压V d (t)输出，V d (t)称为误差电压，通常V d (t)作为一直流分量或一低频交流量。 三、环路滤波器（LF ） LF 作为一低通滤波电路，其作用是滤除因PD 的非线性而在V d (t)中产生的无用的组合频率分量及干扰，产生一个只反映θe (t)大小的控制信号V e (t)。 按照反馈控制原理，如果由于某种原因使VCO 的频率发生变化使得与输入频率不相等，这必将使V 0(t)与V i (t)的相位差θe (t)发生变化，该相位差经过PD 转换成误差电压V d (t)，此误差电压经LF 滤波后得到V c (t)，由V c (t)去改变VCO 的振荡频率使趋近于输入信号的频率，最后达到相等。环路达到最后的这种状态就称为锁定状态，当然由于控制信号正比于相位差，即 )()(t t V e d θ∝ 因此在锁定状态，θe (t)不可能为零，换言之在锁定状态V 0(t)与V i (t)仍存在相位差。 2、 锁相环锁相原理 锁相环是一种以消除频率误差为目的的反馈控制电路，它的基本原理是利用相位误差电压去消除频率误差，所以当电路达到平衡状态后，虽然有剩余相位误差存在，但频率误差可以降低到零，从而实现无频差的频率跟踪和相位跟踪。 当调频信号没有频偏时，若压控振荡器的频率与外来载波信号频率有差异时，通过相位比较器输出一个误差电压。这个误差电压的频率较低，经过低通滤波器滤去所含的高频成份，再去控制压控振荡器，使振荡频率趋近于外来载波信号频率，于是误差越来越小，直至压控振荡频率和外来信号一样，压控振荡器的频率被锁定在与外来信号相同的频率上，环路处于锁定状态。 当调频信号有频偏时，和原来稳定在载波中心频率上的压控振荡器相位比较的结果，相位比较器输出一个误差电压，如图14-2，以使压控振荡器向外来信号的频率靠近。由于压控振荡器始终想要和外来信号的频率锁定，为达到锁定的条件，相位比较器和低通滤波器向压控振荡器输出的误差电压必须随外来信号的载波频率偏移的变化而变化。也就是说这个误差控制信号就是一个随调制信号频率而变化的解调信号，即实现了鉴频。
图2 文氏选频网络 R2 3.98k C2 100n R1 3.98k C1 100n + -+ - f U ? o U ? R C >>ω1 90RC 文氏桥振荡电路 一、文氏桥振荡电路简介 如图所示，将RC 串并联选频网络和集成运放 TL082结合起来即可构成RC 振荡电路。RC 串并联选 频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间， 构成正反馈，接在运算放大器的输出端和反相输入端 之间的电阻，构成电压串联负反馈。正反馈电路和负 反馈电路构成了文氏电桥电桥。 文氏电桥振荡器的优点是：不仅振荡较稳定，波 形良好，带负载能力强，而且振荡频率在较宽的范围 内能方便地连续调节，输出电压失真也比较小。 二、理论分析与计算 1、文氏选频网络（RC 串并联网络） 由图1的电路可以看出，电路在回路网络中加入了文氏选频网络，下面对文氏选频网络进行理论上的分析，从电路总提取文氏电路如图2所示。 f U ? 是运放的反馈量， 是输出量。为了保证振荡的产生，就必须满足f U ? 与 同相位。因为R1=R2=R ，C1=C2=C ，当频率比较低的情况下，就有 此时f U ? 的相位会超前于 ，当ω趋近于零时，其相位超前接近于 。同理，相反地，当ω趋近于无穷大时，此时f U ?的相位会滞后于 接近 90-。 所以在在信号频率由零到无穷大的变化过程中，必然有某一个频率，使得输出量与反馈量同相，从而形成正反馈。下面进行定量分析。 o U ? o U ? o U ? o U ? Rf 5.1k 9.1k 2.7k 1N4004 R2 3.98k C2 100n R1 3.98k C1 100n J2J1 - ++U2 TL0822 43 81 1N4004o U 图1 文氏桥振荡电路 R3 R4 产生400Hz 的稳定信号
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 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。 (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 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数 此时反馈系数 与频率f0的大小无关，此时的相角 jF=0°。文氏RC振荡电路可以通过双连电位器或双连
电容器来调节振荡电路的频率，即保证R=R1 = R2，C=C1 = C2始终同步跟踪变化，于是改变文氏桥RC振荡电路的频率时，不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。 根据振荡条件丨AF丨＞1，在谐振时，放大电路的电压增益应该Au=3。由图1可知，RC串并联网络的反馈信号加在运算放大器的同相输入端，运算放大器的电压增益由R3和R4确定，是电压串联负反馈，于是应有 振荡的建立和幅度的稳定 振荡的建立 所谓振荡的建立，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡输出。由于电路中存在噪声，噪声的频谱分布很广，其中也包括f0及其附近一些频率成分。由于噪声的随机性，有时正有时负，有时大一些有时小一些。为了保证这种微弱的信号，经过放大通过正反馈的选频网络，使输出幅度愈来愈大，振荡电路在起振时应有比振荡稳定时更大一些的电压增益，即丨AF 丨＞1，所以Au f＞3，丨AF丨＞1称为起振条件。 通过热敏元件稳定输出幅度 加入R3、R4支路，电路是串联电压负反馈，其放大倍数 。若Au f始终大于3，振荡电路的输出会不断加大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度不再增加，但振荡电路的输出会产生失真。所以应该在起振时使Au f＞3，而当振起来以后，应使Au f=3。解决这个问题必须要自动地改变运算放大器的增益，起振时，增益大于3，起振后增益稳定在3。决定运算放大器增益的是R3和R4，例如我们通过图4电路中的R4来调节增益。R4是具有正温度系数的热敏电阻，起振前其阻值较小，使Au f＞3。当起振后，流过R4的电流加大，R4的温度升高阻值加大，负反馈增强以控制输出幅度，达到振荡稳定状态时, 。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。 图4 用热敏电阻保证电路起振