模电实验RC正弦波振荡电路

06.1 正弦波振荡电路109 3．正弦波振荡电路的分析方法（1）检查电路中是否存在放大电路、正反馈网络、选频网络和稳幅环节。

（2）检查放大电路能否正常工作，即能否建立合适的静态工作点并能正常放大。

（3）利用瞬时极性法判断电路是否引入了正反馈，即是否满足相位平衡条件。

具体方法是：在反馈网络和放大电路输入回路的连接处断开反馈，在断开处加频率为f o 的输入信号iX ，并给定瞬时极性，如图6.2所示，然后以i X 极性为依据判断输出信号oX 的极性，从而得到反馈信号f X 的极性；若f X 与iX 极性相同，则说明满足相位平衡条件，电路有可能产生正弦波振荡；否则表明不满足相位平衡条件，电路不可能产生正弦波振荡。

（4）判断电路是否满足正弦波振荡的幅度平衡条件。

具体方法是：分别求解电路的A和F ，然后判断AF 是否大于1。

只有在电路满足相位平衡条件下，判断是否满足条件才有意义。

若电路不满足相位平衡条件，则不可能振荡，也无需判断是否满足幅度平衡条件了。

6.1.2 RC 正弦波振荡电路采用RC 选频网络构成的振荡电路称为RC 正弦波振荡电路，实用的RC 正弦波振荡电路多种多样，下面介绍典型的RC 桥式正弦波振荡电路，它产生的频率在几十千赫以下，目前常用的低频信号源大部分都采用这种正弦波振荡电路。

1．电路组成RC 桥式正弦波振荡电路如图6.3所示，主要有集成运放A 构成的同相输入放大电路，R 1、C 1、和R 2、C 2组成的串并联电路，即选频反馈网络。

2．RC 串并联选频网络的选频特性一般情况下，为方便电路的分析与设计通常取R 1 = R 2 = R ，C 1 = C 2 = C ，现将图6.3中RC 串并联网络单独画出进行分析，如图6.4所示。

由图6.4可求得RC 串并联网络的传递函数，即运算放大器的反馈系数F 为o 212i 1j 11j j R U Z C F Z Z U R R C C ωωω===+++ 整理得 113j F RC RC ωω=⎛⎫+- ⎪⎝⎭ （6.6）图6.2 利用瞬时极性法判断。

rc正弦波振荡电路设计
RC正弦波振荡电路的设计过程可以按照以下步骤进行：
1.确定振荡频率：根据需要，选择合适的振荡频率。

2.确定电路参数：根据振荡频率，计算RC电路的参数，即电阻R和电容C 的值。

对于正弦波振荡电路，振荡频率f与R和C的关系为f=1/2πRC。

因此，已知振荡频率f，可以求出R和C的值。

3.设计电路：根据计算出的R和C的值，设计RC正弦波振荡电路。

电路一般由放大器、RC电路和正反馈网络组成。

放大器可以选择合适的运放或比较器等器件，RC电路选择相应的电阻和电容器件，正反馈网络可以选择相应的电阻或电容元件。

4.调整电路：在实际应用中，可能需要根据实际情况对电路进行调整，以获得更好的性能。

例如，可以通过调整放大器的反馈系数、RC电路的元件值等来调整振荡频率和幅度。

5.测试电路：在调整完成后，对电路进行测试，观察是否能够正常工作并产生稳定的正弦波输出。

总之，RC正弦波振荡电路的设计需要综合考虑电路参数、元件选择、电路结构等因素，并经过调整和测试来获得最佳性能。

RC正弦波振荡电路一、实验目的和要求1、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。

二、实验内容和原理文氏电桥振荡器是一种较好的正弦波产生电路，适用于产生频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。

因为没有输入信号，为了产生正弦波，必须在电路里加入正反馈。

下图是用运算放大器组成的电路，图中R3,R4构成负反馈支路，R1，R2，C1，C2的串并联选频网络构成正反馈支路并兼作选频网络，二极管构成稳幅电路。

调节电位器Rp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D1，D2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R4以消除二极管的非线性影响。

若R1=R2，C1=C2，则振荡频率为f0=1/2πRC，正反馈的电压与输出电压同相位，且正反馈系数为1/3。

为满足电路的起振条件放大器的电压放大倍数A V > 3，其中A V = 1+R5/ =Rp+R4。

由此可得出当R5 >2R3时，可满足电路的自激振荡的振幅起振条件。

在实际应用中R5应略大于R3，这样既可以满足起振条件，又不会因其过大而引起波形严重失真。

此外，为了输出单一的正弦波，还必须进行选频。

由于振荡频率为f0=1/2πRC，故在电路中可变换电容来进行振荡频率的粗调，可用电位器代替R1，R2来进行频率的细调。

电路起振后，由于元件参数的不稳定性，如果电路增益增大，输出幅度将越来越大，最后由于二极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。

反之，如果增益不足，则输出幅度减小，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。

图中两个二极管主要是利用二极管的正向电阻随所加电压而改变的特性，来自动调节负反馈深度三、实验器材1、双路直流稳压电源一台2、函数发生器一台3、示波器一台4、万用表一块5、集成运算放大器（μA741）两片6、电阻10KΩ两个，5.1KΩ一个，6.2KΩ一个，10KΩ电位器一个7、0.01μF两个8、二极管两个9、模拟电路实验箱一个四、操作方法与操作步骤1、RC正弦波振荡器（1）连接好电路后，检查无误后，接通12V直流电源；（2）用示波器观测有无正弦波输出；（3）调节可变电阻Rp，使输出波形从无到有到失真，绘制出输出波形V o，记录临界起振，正弦波输出及出现失真情况下的Rp值；（4）调节可变电阻Rp，分别测量以上三种情况下，输出电压V o和反馈电压Vf 的值并将结果记录至表，分析负反馈强弱对起振条件和输出波形的影响。

rc正弦波振荡实验报告RC正弦波振荡实验报告引言：RC正弦波振荡电路是电子学中非常重要的一种电路，它能够产生稳定的正弦波信号。

本实验旨在通过搭建RC正弦波振荡电路，研究其工作原理和参数对振荡频率的影响。

实验装置和步骤：实验所需的装置包括一个电容器（C）、一个电阻器（R）、一个信号发生器和一个示波器。

具体步骤如下：1. 将电容器和电阻器按照串联的方式连接起来。

2. 将信号发生器的输出端与电容器的一端相连，将示波器的输入端与电容器的另一端相连。

3. 打开信号发生器和示波器，调节信号发生器的频率和幅度，观察示波器上的波形。

实验结果：在实验过程中，我们通过调节信号发生器的频率和幅度，观察了示波器上的波形。

当频率较低时，波形呈现出较为平缓的正弦波；当频率逐渐增加时，波形开始变得不规则，并且出现了衰减的现象。

通过进一步调节电容器和电阻器的数值，我们发现改变这两个参数可以对振荡频率进行调节。

当电容器的容值较大或电阻器的阻值较小时，振荡频率较低；反之，当电容器的容值较小或电阻器的阻值较大时，振荡频率较高。

讨论：RC正弦波振荡电路的工作原理是基于电容器和电阻器的充放电过程。

当电容器充电时，电流通过电阻器流入电容器，电容器的电压逐渐增加；当电容器放电时，电流从电容器流出，电容器的电压逐渐减小。

这个充放电过程会不断重复，从而产生稳定的正弦波信号。

在实验中，我们观察到当频率较低时，波形呈现出较为平缓的正弦波。

这是因为在较低的频率下，电容器有足够的时间来充放电，从而形成较为平缓的波形。

而当频率逐渐增加时，电容器的充放电时间变得不足，导致波形变得不规则，并且出现了衰减的现象。

此外，我们还观察到改变电容器和电阻器的数值可以对振荡频率进行调节。

这是因为电容器的容值和电阻器的阻值直接影响了电容器的充放电时间。

当电容器的容值较大或电阻器的阻值较小时，电容器的充放电时间较长，振荡频率较低；反之，当电容器的容值较小或电阻器的阻值较大时，电容器的充放电时间较短，振荡频率较高。

实验八 RC正弦波振荡器实验目的：1.熟悉仿真软件MULTISIM的使用，掌握基于软件的电路设计和仿真分析方法。

2.熟悉POCKETLAB硬件实验平台，掌握基于功能的使用方法。

3.掌握RC正弦波振荡器的设计和分析方法。

4.掌握RC正弦波振荡器的安装与调试方法。

实验内容：一.仿真实验1.RC相移振荡电路如图8-1所示，在MULTISIM中搭建其开环分析电路，理解起振和稳定的相位条件与振幅条件。

图8-1 RC相移振荡电路所以f=649.7HZ所以放大器的增益绝对值大于29.图8-3 RC相移振荡电路开环仿真图图8-4 RC相移振荡电路开环仿真幅频图和相频图由幅频特性曲线图可知，该电路的振荡频率为640.4004HZ。

2.在MULTISIM中搭建8-1电路，进行瞬态仿真。

所以=19.89*10^-5意向网络增益为1/3，所以为满足起振条件，基本放大器增益应大于3.表8-1 RC相移振荡电路振荡频率计算值仿真值实测值振荡频率649.7HZ 628.099HZ 633HZ3.将8-1电路振荡频率增加或减小10倍，重新设计电路参数。

表8-2 RC相移振荡电路振荡频率改动原件改动前频率减小10倍频率增加10倍R R=10k R=100k;R20=3000kC C=10nF C=100nF60.84HZ C=1nF 6．08kHZC=1nF C=100nFR=100K4.调试修改文氏电桥振荡器，进行瞬态仿真。

表8-3 文氏电桥振荡电路振荡频率C1(uF) R1(K) R2(K) R3(K) R4(K) 0.01 20 10 4.7 16.8表8-4 文氏电桥振荡电路振荡频率设计值仿真值实测值振荡频率800HZ 791.76HZ 830HZ图8-5 文氏电桥振荡器瞬态波形图图8-6 文氏电桥振荡器频谱图一．硬件实验1.电路连接2.瞬态波形观测3.频谱测量图8-7 RC电路瞬态波形图图8-8 RC电路频谱图4.按以上步骤对文氏电桥电路进行相应硬件实验图8-9 文氏电桥振荡器瞬态波形图图8-10 文氏电桥振荡器频谱图实验思考：1.将8-1所示电路中的C从10nF改为0.1nF后，进行仿真，结果如何？请解释原因。

07电信2007117106 谢华实验十四RC正弦波振荡器一、实验目的1.掌握RC正弦波振荡器的电路结构及工作原理2.熟悉正弦波振荡器的测试方法3.观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法二、实验仪器1 双踪示波器2 低频信号发生器3 频率计4 毫伏表直流电源三、实验原理正弦振荡电路一般包括两部分，放大电路A和反馈网络F，如图5-14-1所示X0Xf由于振荡电路不需要外界输入信号，因此，通过反馈网络输出的反馈信号Xf就是基本放大电路的输入信号Xid。

该信号经基本放大电路放大后，输出为Xo，若能使Xf与Xid大小相等，极性相同，构成正反馈电路，那末这个电路就能维持稳定的输出。

因而，Xf＝Xid可引出正弦振荡条件。

由图5-14-1可知：Xo=AXid而Xf=Fxo 当Xf＝Xid时，则有：AF=1上述条件可写成︱A F︱＝1，称幅值平衡条件。

即放大倍数A与反馈系数F乘积的模为1，表明振荡电路已经达到稳幅振荡，但若要求电路能够自行振荡，开始时必需满足︱A F︱>1的起振条件。

由Xf与Xid极性相同，可得：ΦA＋ΦF＝1 称相位平衡条件即放大电路的相角和反馈网络的相角之和为2n·PI，其中n为整数。

要使振荡电路输出确定频率的正弦信号，电路还应包含选频网络和稳幅电路两部分。

选频电路的作用使单一频率的信号满足振荡条件，稳幅电路能保证电路的输出幅度是稳定不失真的，这两部分电路通常可以是反馈网络，或放大电路的一部分。

RC正弦振荡电路也称为文氏桥振荡电路。

它的主要特点是利用RC串并联网络作为选频和反馈网络。

如图5-14-2所示：由串并联网络的幅频特性，可知当信号频率为f o=1/2·PI·RC时，选频网络的相角为0度，传递系数稍大于3。

故实验中的放大电路采用同相比例电路。

实验内容1、按上图连线，注意电阻1Rp=R，需预先调好再接入。

2、调节电位器2Rp，使电路产生正弦振荡，用示波器观察输出波形。

正弦波振荡电路实验1．实验目的（1）进一步学习RC 正弦波振荡电路的工作原理。

（2）掌握RC 正弦波振荡频率的调整和测量方法。

2．知识要点（1）实验参考电路见图2-11图2-11 RC 正弦波振荡电路电路参考参数：R 1=2k Ω R 2=2k Ω R 3=R 4=15k Ω R W =10k Ω C 1=C 2=0．1µF D 1、D ２为IN4001 运放选LM741（2）RC 正弦波振荡电路元件参数选取条件1）振荡频率 在图2-11电路中，取R 3=R 4=R ，C 1=C 2=C ，则电路的振荡频率为RC f π210=2）起振幅值条件11R R A f f +=应略大于3，R f 应略大于2R 1其中R f =R W +R 2//R D （R D 为二极管导通电阻）。

3）稳幅电路 实际电路中，一般在负反馈支路中加入由两个相互反接的二极管和一个电阻构成的自动稳幅电路，其目的是利用二极管的动态电阻特性，抵消由于元件误差、温度引起的振荡幅度变化所造成的影响。

3．预习要求（1）RC 振荡电路的工作原理和f 0的计算方法。

（2）RC 振荡电路的起振条件，稳幅电路的工作原理。

（3）写出预习报告或设计报告。

4． 实验内容及要求（1）RC 文式振荡电路实验1）按图2-11连接线路，用示波器观察U 0，调节负反馈电位器R w ，使输出U 0产生稳定的不失真的正弦波。

2）设计性实验（1）设计内容：正弦波振荡电路（2）设计要求：振荡频率f 0=320Hz （误差在1%以内）、放大环节采用运算放大电路、输出无明显失真（加稳幅二极管）。

（3）实验要求：设计电路、选择元件并计算理论值。

连接并调试电路，用示波器观察输出电压，得到不失真的正弦波信号。

用示波器测量输出电压频率，测量U0（P-P）和U f(P-P)，计算反馈系数F=U f/U0。

测试结果与理论值相比较，检验是否达到设计要求，如不满足，调整设计参数，直到满足为止。

rc正弦波振荡电路工作原理RC正弦波振荡电路是一种常用的电路，可以产生稳定的正弦波信号。

本文将介绍RC正弦波振荡电路的工作原理。

RC振荡电路由一个电容器和一个电阻器组成，其工作原理基于RC电路的充放电过程。

当RC电路充电时，电容器会逐渐储存电荷，电阻器则起到调整充电速度的作用。

当电容器充满电荷后，开始放电过程，电容器中的电荷逐渐减小。

通过不断重复充放电过程，RC振荡电路可以产生稳定的正弦波信号。

在RC正弦波振荡电路中，还有一个关键的元件——放大器。

放大器的作用是增加振荡电路中电压的幅度，以确保正弦波信号的稳定性和可靠性。

常见的放大器包括运算放大器和晶体管放大器。

RC振荡电路的工作原理可以通过以下步骤来描述：1.初始状态：电容器初始没有电荷，电压为0，放大器输出为0。

2.充电过程：电源施加一个正弦波形的信号到振荡电路，电容器开始充电，电阻器控制充电速度。

电压逐渐增加，放大器将电压放大后输出。

3.放电过程：当电压达到一定值时，电容器开始放电，电压逐渐减小。

放大器将放电过程中的电压放大后输出。

4.重复充放电过程：电容器在放电过程中将电压降低到一定程度后，再次开始充电，重复进行充放电过程。

这样，振荡电路就能不断产生稳定的正弦波信号。

需要注意的是，为了稳定振荡电路的工作，需要根据电容器容量和电阻器阻值来选择合适的数值。

同时，放大器的增益也要适当调整，以产生稳定的正弦波信号。

总结：RC正弦波振荡电路是一种通过充放电过程产生稳定正弦波信号的电路。

其工作原理基于RC电路的充放电过程，通过不断重复充放电过程来产生稳定的正弦波信号。

放大器起到放大电压的作用，确保正弦波信号的稳定性和可靠性。

在设计RC振荡电路时，需要根据电容器容量、电阻器阻值和放大器增益来选择合适的数值，以确保电路的正常工作。