1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作详解
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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 π210=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、LM741CN1.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:RCf π210=。
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。
电路识图16-正弦波振荡器电路原理分析振荡器是一种不需要外加输入信号,而能够自己产生输出信号的电路。
输出信号为正弦波的振荡器称为正弦波振荡器。
正弦波振荡器由放大电路和反馈电路两部分组成,反馈电路将放大电路输出电压的一部分正反馈到放大电路的输入端,周而复始即形成震荡,如下图所示。
正弦波振荡器有变压器耦合、三点式振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等多种电路形式。
一、变压器耦合振荡器变压器耦合振荡器电路如下图所示。
LC谐振回路接在晶体管VT集电极,振荡信号通过变压器T耦合反馈到VT基极。
正确接入变压器反馈线圈L1与振荡线圈L2之间的极性,即可保证振荡器的相位条件。
R1,R2为VT提供合适的偏置电压,使VT有足够的电压增益,即可保证振荡器的振幅条件。
满足了相位、振幅两大条件,振荡器便能稳定的产生振荡,经C4输出正弦波信号。
变压器耦合振荡器工作原理可用下图说明:L2与C2组成的LC并联谐振回路作为晶体管VT的集电极负载,VT的集电极输出电压通过变压器Y的振荡线圈L2耦合至反馈线圈L1,从而有反馈至VT基极作为输入电压。
由于晶体管VT的集电极电压与基极电压相位相反,所以变压器Y的两个线圈L1与L2的同名段接法应相反,使变压器T同时起到倒相作用,将集电极输出电压倒相后反馈给基极,实现了形成振荡所必须的正反馈。
因为并联谐振回路在谐振时阻抗最大,且为纯电阻,所以只有谐振频率f0能够满足相位条件而形成振荡,这就是LV回路的选频作用。
电路振荡频率计算公式如下变压器耦合振荡器的特点是输出电压大,适用于频率较低的振荡电路。
二、三点式振荡器三点式振荡器是指晶体管的三个电极直接与振荡回路的三个端点相连接而构成的振荡器,如下图所示。
三个电抗中,Xbe,Xce必须是相同性质的电抗(同是电感或同是电容),Xcb则必须是与前两者相反性质的电抗,才能满足振荡的相位条件。
三点式振荡器有多种形式,较常用的有电感三点式振荡器、电容三点式振荡器、改进型电容三点式振荡器等。
1、概述在电子电路领域中,频率转换是一个非常重要的技术问题。
在很多场合下,我们需要将一个频率转换成另一个频率,比如将一个1kHz 的三角波信号变换成一个正弦波信号。
这就需要用到一些电路中的阻容元件,下面就让我们来深入了解一下。
2、khz三角波波变正弦波的基本原理在电路中,三角波信号是一种特殊的波形信号,其波形呈现出类似于一个等腰直角三角形的形状。
而正弦波信号则是一种最基本和最常见的波形信号,其波形呈现出正弦曲线的形状。
如果我们需要将一个三角波信号转换成正弦波信号,就需要用到电路中的一些阻容元件。
3、电路中的阻容元件电路中的阻容元件是指电阻和电容,它们在频率转换中发挥着非常重要的作用。
电阻是一种消耗电能的元件,它的电阻值决定了电路的阻抗大小。
电容则是一种储存电能的元件,它的电容值决定了电路的容抗大小。
在频率转换中,通过合理地选取电阻和电容的数值,可以实现将一个频率转换成另一个频率的目的。
4、频率转换电路的设计原理要实现将1kHz的三角波信号变换成正弦波信号,我们需要设计一个特定的频率转换电路。
我们需要通过一定的方法将三角波信号转换成脉冲信号,然后再通过一些滤波和放大的处理,将脉冲信号变换成正弦波信号。
5、三角波信号到脉冲信号的转换对于三角波信号到脉冲信号的转换,我们可以采用一种称为斜率比较器的电路。
斜率比较器可以根据输入的斜率来产生一个脉冲信号,其脉冲的宽度和幅度由输入斜率的大小和方向决定。
通过合理地调节斜率比较器的参数,我们可以将三角波信号转换成我们需要的脉冲信号。
6、脉冲信号到正弦波信号的变换脉冲信号到正弦波信号的变换需要经过一定的滤波和放大处理。
我们可以采用低通滤波器来滤除脉冲信号中的高频成分,从而得到近似的正弦波信号。
可以通过一定的放大电路来增加信号的幅度,从而得到我们需要的正弦波信号。
7、案例分析以一个1kHz的三角波信号为例,我们可以设计一个斜率比较器电路将其转换成脉冲信号,然后通过低通滤波器和放大电路将脉冲信号变换成正弦波信号。
KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:目录摘要 (1)1.系统基本方案 (1)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (1)1.2. 运算放大器的选择 (1)1.3最终的方案选择 (1)2.正弦波发生器的工作原理 (2)2.1正弦波振荡电路的组成 (2)2.1.1 RC选频网络 (2)2.1.2放大电路 (3)2.1.3正反馈网络 (3)2.2产生正弦波振荡的条件 (3)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (4)3.系统仿真 (4)4.结论 (4)参考文献: (6)附录 (7)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、LM741CN1.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:。
它的振荡频率为:。
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。
1MHZ正弦波振荡器设计李国建(安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆 246011)指导老师:吴昭方摘要:正弦波振荡器广泛的应用于测量、遥控、通讯、自动控制、热处理和超声波电焊等加工设备之中,也作为模拟电子电路的测试信号。
本文论述了正弦波振荡器的工作原理、组成框图及种类,具体设计了采用同相比例运算放大电路的和改进的反相比例运算放放大电路的两种1MHZ的RC桥式正弦波振荡器,并将两种正弦波振荡器做了比较。
关键词:正弦波振荡器,同相比例运算放大,差分比例运算放大1、引言在实践中,广泛采用各种类型的信号产生电路,就其波形来说,可能是正弦波或非正弦波,其中正弦波振荡器的运用尤为普遍。
实际运用中,正弦波振荡电路可分为RC振荡电路、LC振荡电路及石英晶体振荡器,现今石英晶体振荡器运用的最多,但大多用于产生高频正弦波。
RC正弦波振荡器多用于产生低频正弦波,同时它也是被运用最早且最好理解的一种正弦波振荡电路,对于学习理解正弦波振荡器十分有帮助,故学习设计RC正弦波振荡器是十分有必要且重要的。
2、正弦波振荡器的工作原理2.1正弦波振荡器的组成及框图正弦波振荡器电路可分为五个部分,即直流电源、放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅网络,其组成框图如图1所示。
直流电源——为放大器提供正常工作(放大功能)的条件。
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,实现能量的控制。
选频网络——确定电路的振荡频率,使电路产生单一频率的振荡,即电路产生正弦波振荡。
正反馈网络——引入正反馈,使放大电路的输入信号等于反馈信号。
稳幅网络——也就是非线性环节,作用是使输出信号幅值稳定。
在不少实用电路中,常将选频网络和正反馈网络“合二为一”,而且对于分立元件放大电路,也不再另加稳幅网络,而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
U振荡建立过程的原理框图图1中虚框内的)选出并放大→对f 0信号处于正反馈回到输入端→再经过放大和反馈,如此循环下去→稳幅电路使输出电压幅度稳定在一定值。
目录1.系统基本方案 (3)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (3)1.2. 运算放大器的选择 (4)1.3最终的方案选择 (4)2正弦波发生器的工作原理 (5)2.1正弦波振荡电路的组成 (5)2.1.1 RC选频网络 (5)2.1.2放大电路 (8)2.1.3正反馈网络 (9)2.2产生正弦波振荡的条件 (9)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (9)3.系统仿真 (10)4.结论 (11)页脚内容0 (14) (14)页脚内容1 (15)参考文献: (15)附录 (16)页脚内容2页脚内容31KHZ 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RCf π210=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、LM741CN1.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。
页脚内容4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:RCf π210=。
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。
1KHZ正弦波产生电路(文氏电桥振荡器)电路原理:TR1 结型场效应管在这里充当压控可变电阻,它与R3、R4一起构成文氏振荡器的负反馈回路,TR1的电阻越大,负反馈越强。
D2、D3、R8、R9、R10与IC(2/2)对输出振荡电压进行全波整流,在IC的1脚产生负的整流输出电压,经过D1与R7、C4滤波后获得一个负的直流电压,该电压与振荡输出的幅值差不多相等。
这个负电压加在TR1的G极,控制着TR1的D-S极之间的电阻值。
振荡输出幅度增大,TR1的G极电压就越负,TR1的D-S极间阻值变大,负反馈增强,使得振荡幅度减小。
通过以上的自动调节,使振荡幅度保持稳定,避免放大器进入非线性区域,从而获得良好的正弦波形。
文氏振荡器常见的一种稳幅措施是在负反馈回路中加入二极管(见下图):目的也是在输出幅度增大时使负反馈增强,但由于二极管的非线性,会使输出波形发生少许畸变。
而提供的这个电路的负反馈回路中不含有非线性元件,因而能获得高质量的正弦波形。
正弦波产生电路作者:佚名来源:爱华发布时间:2008-5-23 9:44:39 [收藏] [评论]一:产生正弦振荡的条件正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般是在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。
正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件,它又被称为相位条件;产生振荡必须满足幅度条件;要保证输出波形为单一频率的正弦波,必须具有选频特性;同时它还应具有稳幅特性。
因此,正弦波产生电路一般包括:放大电路;反馈网络;选频网络;稳幅电路四个部分。
我们在分析正弦振荡电路时,先要判断电路是否振荡。
方法是:(重点)是否满足相位条件,即电路是否是正反馈,只有满足相位条件才可能产生振荡;放大电路的结构是否合理,有无放大能力,静态工作是否合适;是否满足幅度条件,检验,若:(1)则不可能振荡;(2)振荡,但输出波形明显失真;(3)产生振荡。
1MHZ正弦波振荡器设计李国建(安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆 246011)指导老师:吴昭方摘要:正弦波振荡器广泛的应用于测量、遥控、通讯、自动控制、热处理和超声波电焊等加工设备之中,也作为模拟电子电路的测试信号。
本文论述了正弦波振荡器的工作原理、组成框图及种类,具体设计了采用同相比例运算放大电路的和改进的反相比例运算放放大电路的两种1MHZ的RC桥式正弦波振荡器,并将两种正弦波振荡器做了比较。
关键词:正弦波振荡器,同相比例运算放大,差分比例运算放大1、引言在实践中,广泛采用各种类型的信号产生电路,就其波形来说,可能是正弦波或非正弦波,其中正弦波振荡器的运用尤为普遍。
实际运用中,正弦波振荡电路可分为RC振荡电路、LC振荡电路及石英晶体振荡器,现今石英晶体振荡器运用的最多,但大多用于产生高频正弦波。
RC正弦波振荡器多用于产生低频正弦波,同时它也是被运用最早且最好理解的一种正弦波振荡电路,对于学习理解正弦波振荡器十分有帮助,故学习设计RC正弦波振荡器是十分有必要且重要的。
2、正弦波振荡器的工作原理2.1正弦波振荡器的组成及框图正弦波振荡器电路可分为五个部分,即直流电源、放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅网络,其组成框图如图1所示。
直流电源——为放大器提供正常工作(放大功能)的条件。
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,实现能量的控制。
选频网络——确定电路的振荡频率,使电路产生单一频率的振荡,即电路产生正弦波振荡。
正反馈网络——引入正反馈,使放大电路的输入信号等于反馈信号。
稳幅网络——也就是非线性环节,作用是使输出信号幅值稳定。
在不少实用电路中,常将选频网络和正反馈网络“合二为一”,而且对于分立元件放大电路,也不再另加稳幅网络,而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
U振荡建立过程的原理框图图1中虚框内的)选出并放大→对f 0信号处于正反馈回到输入端→再经过放大和反馈,如此循环下去→稳幅电路使输出电压幅度稳定在一定值。
LC正弦波振荡电路详解————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期: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,整理可得当网络的输入电流为I0时,电容和电感的电流约为QI o。
以我给的标题写文档,最低1503字,要求以Markdown 文本格式输出,不要带图片,标题为:正弦波振荡器方案# 正弦波振荡器方案## 1. 引言正弦波振荡器是一种广泛应用于各种电子设备和电路中的基本电路。
它能够产生稳定的正弦波信号,对于模拟电路和通信系统设计非常重要。
本文将介绍正弦波振荡器的基本原理和不同的实现方案。
## 2. 正弦波振荡器基本原理正弦波振荡器是通过反馈机制实现的。
它基于一个放大器和一个反馈网络。
反馈网络将放大器的输出信号重新注入到放大器的输入端,从而产生振荡。
其中,放大器负责提供放大的功能,反馈网络则确定了振荡的频率和稳定性。
## 3. RC 正弦波振荡器方案RC 正弦波振荡器是最简单的正弦波振荡器之一。
它由一个放大器和一个由电阻和电容组成的反馈网络构成。
具体的电路图如下所示:```+--Feedback----+| |+---R---C-----+| |Vin +---+---+---+ +---+---+---+----+ Vout| | | |R1 R2 R3 R4| | | |+------+-------+------+```在这个电路中,放大器被表示为一个黑箱,输入信号 Vin 进入放大器,经过放大后输出信号 Vout。
反馈网络由 R1、R2、R3 和 C 组成。
电阻 R1 和 R2 串联给放大器的输入端,电阻 R3 和电容 C 并联到放大器的输出端。
该电路的工作原理如下:1. 初始时刻,假设系统没有任何振荡。
2. 输入信号 Vin 经过放大器放大后得到信号 Vout。
3. 反馈网络将 Vout 的一部分信号重新注入到放大器的输入端。
4. 反馈信号经过电阻 R1 和 R2 降压,然后进入放大器的输入端。
5. 放大器再次放大反馈信号,得到一个更大的输出信号。
6. 反馈网络不断将放大后的信号重新注入到放大器的输入端。
7. 当放大器的放大倍数和反馈网络中的阻抗满足特定条件时,系统开始正弦波振荡。
1khz脉冲电路
1kHz 脉冲电路是一种产生周期性脉冲信号的电路,其频率为 1kHz,即每秒产生 1000 个脉冲。
这种电路在电子学中有广泛的应用,例如时钟信号、计数器、定时器等。
1kHz 脉冲电路的基本组成部分包括振荡器、计数器和输出电路。
振荡器是电路的核心部分,它产生一个周期性的信号,通常是一个正弦波或方波。
计数器用于对振荡器产生的信号进行计数,以产生所需的脉冲数。
输出电路将计数器输出的脉冲信号转换为适合于应用的形式,例如 TTL 电平、CMOS 电平或其他形式的信号。
在设计 1kHz 脉冲电路时,需要考虑振荡器的稳定性、计数器的精度和输出电路的驱动能力等因素。
为了提高电路的稳定性和精度,可以采用晶体振荡器或锁相环振荡器。
计数器可以采用数字集成电路,例如 74HC161 等。
输出电路可以采用晶体管、MOSFET 或其他输出器件。
总之,1kHz 脉冲电路是一种基本的电子电路,它在电子学中有广泛的应用。
在设计和实现这种电路时,需要考虑电路的稳定性、精度和输出能力等因素,以满足具体应用的要求。
电子课程设计题目:f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路学院:专业名称:测控技术与仪器班级学号: 088201113学生姓名:指导教师:黄昌光二○一一年一月设计题目f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路目录1、设计任务与要求1.1 课程设计的目的1.2 课程设计的任务与要求1.3 课程设计的技术指标2、设计方案与比较2.1常见的RC正弦波振荡电路设计与特点2.1.1 RC移相振荡电路2.1.2 RC串并联网络的文氏电桥振荡电路2.1.3双T选频网络振荡电路2.2正弦波振荡电路的基本工作原理2.2.1产生正弦振荡的条件2.2.2正弦波振荡电路的组成判断及分类2.2.3判断电路是否振荡的方法2.2.4正弦波振荡电路的检验3、电路原理及分析3.1电路组成3.2 RC串并联网络的选频特性3.3 RC桥式正弦波振荡电路的振荡频率和起振条件3.3.1振荡频率3.3.2起振条件3.4 振荡电路中的负反馈4、制作与调试4.1电路的制作4.2电路的调试5、参数计算及器件选择5.1器件的选择5.2理论数据处理5.3实验数据处理5.4 理论数据与实验数据的对比5.5 误差分析6、器件清单及所用设备7、小结8、参考文献一、设计任务与要求1.1 课程设计的目的1. 掌握由集成运算放大器组成RC桥式正弦波振荡电路的工作原理和电路结构。
2. 研究RC桥式振荡器中RC串、并联网络的选频特性。
3. 掌握RC桥式正弦波振荡电路的调测技术。
4. 进一步掌握用双踪示波器测相位差的方法。
5. 掌握常用元器件的识别和测试。
6. 熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法。
1.2 课程设计的任务与要求1.设计一个f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路。
2.掌握RC桥式正弦波振荡电路的工作原理。
1.3 课程设计的技术指标1.示波器的调试。
2.输出波形:正弦波。
3.输出频率范围:在1000HZ (±100HZ)范围内可调。
4.输入电压:5V的对称电压。
正弦波振荡器实验报告引言:正弦波振荡器是一种很重要的电路,在电子工程中有着广泛的应用。
它是实现信号产生和调制的基础,因此学习正弦波振荡器是学习电子工程的基础。
在实验中,我们将会学习到如何制作一个简单的正弦波振荡器电路,以及探究它的参数和特性。
实验设计:1.电路连接正弦波振荡器的基本构成为反馈电容C和反馈电阻R,而共同作用下,振荡器能够自持续发生正弦振荡信号。
电路连接如下图所示。
2.器材准备我们需要以下器材:- 电阻R,可调范围0-22kohm;- 电容C,为470nF;- 操作放大器,使用的是UA741;- 示波器。
3.参数测量和分析首先,我们需要测量电路中的R和C值。
然后,通过调整电位器,我们可以改变电路中的R值,进而观察输出波形的变化。
利用示波器,我们可以测量电路的输出波形,并通过测量峰峰值、频率和相位等参数,从而对电路性能进行分析。
实验结果:通过测量,我们得到了以下结果:在电容值为470nF的情况下,电路的输出波形为正弦波,并且频率在1KHZ左右。
当调整电位器改变电路中的R值时,可以观察到波形振幅随着R值的增加而增大,同时频率也有所变化。
具体数据如下:R/kohm|频率/KHZ|峰-峰值/V|相位/°--|--|--|--4.7||||10|1.18|495mV||15|1.03|863mV||20|0.91|1.2V||22|0.84|1.38V||24|0.78|1.54V||从数据可以看出,随着R值的增加,频率变低,峰-峰值变大。
我们还可以发现,在较大的R值下,电路的频率变得稳定,同时峰-峰值也变得更加平稳。
结论:通过实验,我们探究了正弦波振荡器的参数和特性,并得到了如下结论:1.正弦波振荡器中,反馈电容和反馈电阻是关键构成部分,能够实现自持续发生正弦振荡信号。
2.在电容值不变的情况下,随着电阻R值的增加,电路中的正弦波的频率降低,同时峰-峰值增大。
3.当R值达到一定范围时,电路的频率和峰-峰值变得更加稳定。
PC桥式正弦波振荡电路的震荡频率1. 引言PC桥式正弦波振荡电路是一种常用的电路结构,用于产生稳定的正弦波信号。
在该电路中,通过桥式电路和反馈网络的相互作用,实现了自激振荡。
本文将详细介绍PC桥式正弦波振荡电路的原理和震荡频率的计算方法。
2. PC桥式正弦波振荡电路的原理PC桥式正弦波振荡电路由四个二极管和两个电容组成。
其原理如下:1.在电源Vcc的作用下,电容C1和C2被充电,使得Q1和Q2导通,Q3和Q4截止。
2.当Q1和Q2导通时,电容C1和C2的上极板电压分别为Vcc和0V,此时C1和C2储存了电荷。
3.在电容C1和C2储存电荷的同时,电容C3和C4通过反馈网络与电容C1和C2相连,形成正反馈回路。
4.由于正反馈的作用,当Q1和Q2导通且Q3和Q4截止时,C3和C4开始放电,电荷从C3和C4流向C1和C2。
5.当C3和C4放电到一定程度时,Q1和Q2截止,Q3和Q4导通,电荷从C1和C2流向C3和C4,完成一个震荡周期。
6.通过不断重复上述步骤,PC桥式正弦波振荡电路可以产生稳定的正弦波信号。
3. 震荡频率的计算方法震荡频率是PC桥式正弦波振荡电路中的一个重要参数,可以通过以下公式计算:f=12π√R1⋅R2⋅C1⋅C2其中,f表示震荡频率,R1和R2分别表示两个二极管的电阻,C1和C2分别表示两个电容的电容值。
在实际应用中,我们可以根据需要调整电阻和电容的数值来改变震荡频率。
这个公式可以帮助我们进行预估和设计。
4. 实例分析假设我们需要设计一个震荡频率为1kHz的PC桥式正弦波振荡电路。
我们可以按照以下步骤进行计算和设计:1.选择合适的电容值C1和C2。
假设我们选择C1 = 1μF,C2 = 1μF。
2.根据公式,我们可以计算出电容的乘积为C1 * C2 = 1μF * 1μF =1μF^2。
3.选择合适的电阻值R1和R2。
假设我们选择R1 = 10kΩ,R2 = 10kΩ。
4.根据公式,我们可以计算出电阻和电容的乘积为R1 * R2 * C1 * C2 =10kΩ * 10kΩ * 1μF^2 = 100μF2kΩ2。
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 π210=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 π210=。
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
图2正弦波发生器的选频网络
图3 Rc 选频网络
RC 选频网络的传输函数为:
令:R R R ==21 C C C ==21
RC 串并联选频网络具有选频作用,它的频率响应特性由明显的峰值。
反馈网络的反馈系数为:
)(31131
)111(11
002211220ωωωωωωωωω-+=++=⨯+++
⨯+===+j RC j RC j I c j R jC j R I
c j R V V V F F S
当0ωω=(谐振频率)=C R 1时,)0(31f =Φ=νF
幅频特性曲线
如图4
由上式:
0ωω=时:31)(0=ωV F (最大)
0ωω<时:当0→ω,0)(→ωV F
0ωω>时:当∞→ω,0)(→ωV F
上图可见,当0ωω=时,U F 达到最大值并等于31,相位移f Φ为00,输出电压与输入电压同相,对于该频率,所取的输出电压即•f U 幅度是最大的,所以RC 串并联网络具有选频作用.
相频特性曲线
① 0ωω<时(ω减小)
11R c >>X ,1C 与1R 串联1c X →
22R c >>X ,2C 与2R 并联1R →
则:v o 超前v s 相位φ(0→ω时,)2π+→Φ
② 0ωω>时(ω增大)
11R c <<X ,C 1与R 1串联→ R 1
22R c <<X ,C 2与R 2并联→ X c2
则:v o 滞后v o 相位-φ(∞→ω时,2πφ-→)
③0ωω=时,v o 与v o 同相
2.1.2放大电路
图4 放大电路部分
2.1.3正反馈网络
图5 正反馈部分
2.2产生正弦波振荡的条件
2.2.1.在正弦波振荡电路中,一要反馈信号能取代输入信号,而若要如此,电路中必须引入正反馈;二要有外加的选频网络,用以确定振荡频率。
2.2.2.正弦波振荡的平衡条件为:1
A写成模与相角的形式为使输出量在
F
合闸后能够有一个从小到大直至平衡在一定幅值的过程。
2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤
2.3.1.观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络三部分。
2.3.2.判断放大电路能否正常工作,即是否有合适的静态工作点且动态信号是否能输入、输出和放大。
2.3.3利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦振荡的相位条件。
2.3.4判断电路是否满足正弦振荡波的幅值条件,即是否满足起振条件。
3.系统仿真
图6系统输出的正弦波波形
图7系统电路图仿真
4.结论
这次的课程设计历时两个星期左右,通过这两个星期的学习和努力,设计也基本上完成了。
在这两个两个星期的学习过程中,我发现了自身的很多不足,自己知识上存在很多的漏洞,看到了自己在知识合理综合运用能力方面还是比较缺乏。
虽然知道这份设计其中必定依然存在许许多多的错误和毛病,但在完成的时候始终还是会有那么一点点的欣慰,因为真正的用心做了,努力的付出过。
最后做的或许还是很差强人意,希望老师可以原谅,以后我一定会更加努力的!
在将近两个多星期的时间里,我真正的体会到了学习的乐趣:翻阅资料,复习以前学过的相关学科知识,奔波于图书管和自习室,上网查找相关资料……为了完成这次课程设计确实很辛苦,但苦中有乐,当翻了好多资料终于找到RC文氏电桥正弦波振荡电路的资料时,心中不免一阵兴奋,开心不已。
生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。
只有劳动才能让我们感到充实。
虽然这只是一次简单的课程设计,但平心而论,也耗费了不少的时间和心血,这就让我不得不佩服那些搞电子电路设计前辈们,他们为我们做出了多么大的贡献,奉献了多少时间和心血啊!
这次的课程设计让我认识到自己在学习上的不足,如以前学过的电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子基础,还有电子电工实习上所学到的东西在这
次的课程设计上都有运用,但当要用到这些知识时我明显的感觉到基础知识的缺乏,以致做的很吃力,这让我明白了:我一定要付出更多的努力,学好每一门学科,为以后的学习和工作打下坚实的基础。
这次的课程设计,不仅使我在知识上获得了收获,精神上更是获得了更大的激励。
让我明白了学无止尽的道理。
我们每个人都不应该满足于现有的成就,人生就像是在攀登,当你攀登到一座山峰的顶端时,你会发现还有更多更高的山峰在等着你。
挫折是一份财富,经历是一份拥有。
这次的课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。
感谢老师可以给我们这样的一个学习的机会。
参考文献:
[1] Wayne Labs. Level measurement: Pressure methods Dominate[J] .I&CS, 2011,
(2) :37-38 .
[2] V. E. Sakharov S. A. Kuznetsov B. D. Zaitsev I. E. Kuznetsova and S. G. Joshi. Liquid level sensor using ultrasonic Lamb waves .Ultrasonics[M], 2011, 41 (4) :319-322 .
[3]华中科技大学电子技术课程组编,康华光主编.电子技术基础.模拟部分.第五版.北京:高等教育出版社,2010
[4]华中科技大学电子技术课程组编,康华光主编.电子技术基础.数字部分.第五版.北京:高等教育出版社,2011
[5]刘原主编.电路分析基础.北京:电子工业出版社,2011
[6]及力主编.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程.北京:电子工业出版社,2007
[7](日)稻叶保著,何希才,尤克译.振荡电路的设计与应用.北京:科学出版社,2004
附录
元件清单
元件数量(个)
LM741CN 1
二极管 2
18K电阻 1
16K电阻 2
10K电阻 1
0.01uF电容 2
万能板 1。