实验五RC正弦波振荡器

实验五RC正弦波振荡器

一．实验目的

1.学习文氏桥振荡器的电路结构和工作原理。

2.学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法。

二．电路原理简述

从电路结构上看，正弦波振荡器实质上是一个没有输入信号，但带有选频网络的正反馈放大器。它由选频网络和放大器两部分组成，选频网络由R、C串并联组成，故振荡电路称为RC振荡器，它可产生lHz--1MHz的低频信号。根据RC 电路的不同，可分为RC移项、RC串并联网络、双T选频网络等振荡器。

RC串并联网络(文氏桥)振荡器电路形式如图5—1所示。其原理为：图中的RC选频电路，若把Ui看成输入电压，把Uo看成输出电压，则只有当f=fo=1/2∏RC，Uo和Ui才能同相位。且在有效值上Uo=3Ui，对该振荡器电路而言．当电路满足振荡频率f=fo=1/2∏RC，且放大电路的放大倍数︳Au ︳>3时，就能产生一个稳定的正弦波电压Uo。

图5—1 RC串并联网络振荡器原理图

本实验采用两极共射极带负反馈放大器组成RC正弦波振荡器，实验电路如图5-2。

电路特点：改变RC则可很方便的改变振荡频率，由于采用两级放大及引入负反馈电路，所以能很容易得到较好的正弦波振荡波形。

其中：R F1=1kΩ，R W=150kΩ，增加Rf3=1kΩ,C2=C3=0.47μF，C7=C8=0.01μF，C1=10μF/25V，C E1= C E2=47μF/25V，R E1’=R E2’=10Ω，R F2=51Ω，R C1’=R E1”=120Ω，R C2=R S= R E2”=470 Ω，R B22=1kΩ，R B21=1.5kΩ，R B1=10kΩ，T1=T2=9013，外接电阻R=2kΩ，电容C=0.01μF，

三．实验设备

名称数量型号

1．直流稳压电源 1台 0～30V可调

2．低频信号发生器1台

3．示波器 1台

4．晶体管毫伏表 1只

5．万用表 1只

6．反馈放大电路模块 1块 ST2002

四. 实验内容与步骤

1. RC振荡电路的调整

1）按照图5-2电路原理，选用“ST2002反馈放大电路”模块，熟悉元件安装位置，开始接线,此电路中D和0V两点不要连接，检查连接的实验电路确保无误后，在稳压电源输出为12V的前提下对实验电路供电。

2）在A，B断开（无负反馈）情况下，调整放大器静态工作点，使其Vc1=8V左右，工作点调好后断开电源然后将A，B短接（引入负反馈），按照电路原理图接上R、C电阻和电容（选频网络），连接F,I两点，组成文氏振荡器。

3）用示波器观察输出波形，若无振荡波形可调节R F1，直至输出为稳定不失真的正弦波为止。

文氏振荡器的振荡频率f，满足下式fo =1/2∏RC

2.测量振荡频率及输出电压

，在在E端用示波器观察输出的正弦波波形。然后用交流毫伏表测出输出电压V

O

示波器上读出振荡频率的周期填入表5—1中，并与计算值相比较。

3.测量负反馈放大电路的放大倍数A vf。

断开RC串并联选频网络与放大电路输入端之间的连线F,I两点，用信号发生器给放大器输入端，（即I端）送一个和所测振荡频率相同的信号电压，并使输出端（E端）电压V

O

的大小及波形与原来振荡时也完全相同。测出此时的输入电压V i、输出电压V O、填入表5--2中，然后计算放大器的放大倍数A vf，验证此时是否满足A f≥3的条件。

表5-2，

4、测量RC串并联选频网络的幅频特性

将RC串并联选频网络与放大电路断开，即F,I两点间的连线断开，同时断开

直流12V电源，用信号发生器产生一个V

i

=3V的正弦波信号，从E点输入到RC 串并联选频网络，保持输入信号3V不变，频率按表5-3由低至高变化，RC串并联网络的输出端F点的幅值将随之变化，当信号源达到某一频率时，RC串并联网络的输出端F点的幅值将达到最大值（约1V左右），且输入、输出电压同相位，

此时的信号频率为f=fo=1/2∏RC。测出在不同频率时的V

i

值，填入表5-3，并按

相位关系画出V

i 和V

O

的波形。

五. 分析与讨论

1. 由给定电路参数计算振荡频率与实测值进行比较，分析误差产生的原因；

2. 总结文氏振荡电路的振荡频率由什么参数决定？振荡电路的振荡条件有什么要求？，