rc正弦波振荡器结构与工作原理

第13章正弦波振荡电路正弦波振荡电路也称信号产生电路，通常也称振荡器，它用于产生一定频率和幅度的信号，例实验室的各种信号的产生电路。

按振荡器输出信号的波形来分有正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。

13.1 正弦波振荡电路的工作原理一、振荡产生的基本原理：1．什么是正弦波振荡器？无ui →有uo（正弦波）（必须要有能源Vcc）2．如何产生正弦波振荡？U fU o设：U i = U im Sinωt首先将开关S接到1端，U i作用于Au →U o =U i Au（开环），→U f = U o Fu = U i Au Fu（闭环）。

当U f = U i时，再将开关S倒向2端，此时无U i，但U o不变仍为正弦波，即放大器产生了正弦波振荡。

∴自激振荡的条件为：U f = U i二、电路自激振荡的条件（一）振荡的平衡条件：U f = U i 即Au Fu = 11．振幅平衡条件：︱Au Fu︱= 12．相位平衡条件：ψa +ψf = 2nπ（n = 0.1.2……n）作为一个稳态振荡电路，相位平衡条件和振幅平衡条件必须同时满足，利用幅平条件可以稳定U o的幅度，利用相平条件可以确定振荡频率。

（二）振荡的建立与稳定振荡的建立：一合上电源Vcc是一个阶跃电压为非正弦，利用付氏级数分解为若干个正弦波的迭加，其中就有我们所需要的fo的成分，如果能有一个选频网络将它选出，尽管它很小，但经放大→会增大一点→反馈 → 放大，U o 的幅度会越来越大，最终达到预定的数值。

∴ 振荡的建立过程中：︱Au Fu ︱＞1；要有选频网络； 振荡的稳定： 负反馈；晶体管的非线性；（三）正弦波振荡器的组成：放大电路 + 反馈网络（正） 其中包括选频和稳幅环节 （四）正弦波振荡器的分类（依据选频网络）RC 正弦波振荡器 （低） LC 正弦波振荡器 （高）石英晶体振荡器 （fo 的稳定性高）U o•13.2 RC 正弦波振荡器一、RC 桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器） （一）原理图（二）RC 串并联网络的选频特性200)//(91ωωωω-+=u F •当ω=ωo=1 / RC 即f =fo = 1 / 2πRC 则：Fu = Fumax = 1 / 3ψf = 03//arctan00ωωωωF --=ϕ0（三）振荡电路分析 1．起振条件：由自激振荡条件： ︱Au Fu ︱= 1； ψa +ψf =2n π；及RC 串并联网络的选频特性： ∣Fu ∣= 1 / 3 ；ψf = 0； 要求：︱Au ︱= 3；ψa = 2n π； 实际振荡电路：Au 由集成运放担任；Fu 为RC 串并联网络（正反馈），具有选频特性；R 1R f 负反馈用于稳幅；构成电桥；（1）分析电路是否满足振荡条件幅频条件：当ω=ωo 时 ∣Fu ∣= 1 / 3 ∴ 只需Au = 3即可R 1R f 构成电压串联负反馈 Au = 1+ R f / R 1相频条件：已知 ψf = 0；且可分析出ψa = 0∴ ψa +ψf = 0 满足相平条件其实一般情况下，只要是正反馈就一定可以满足ψa +ψf = 2n π∴ 相平条件的判断可用瞬时极性法解决。

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：因为正弦波振荡器的起振条件是，从幅频特性曲线可得，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。

竭诚为您提供优质文档/双击可除rc正弦波振荡实验报告篇一：电子实验报告三Rc正弦波振荡器电路实验报告三《Rc正弦波振荡器》实验内容一：1.1、关闭系统电源。

按图1-1连接实验电路，输出端uo接示波器。

1.2打开直流开关，调节电位器Rw，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。

描绘uo的波形，记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的Rw值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。

1.3.电位器Rw，使输出电压uo幅值最大且不失真，用交流毫伏表分(:rc正弦波振荡实验报告)别测量输出电压uo、反馈电压u+（运放③脚电压）和u-（运放②脚电压），分析研究振荡的幅值条件。

1.4.器振荡频率fo，并与理论值进行比较。

图1-1实验结果:负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响:解:Rc桥式振荡器要求放大器的放大倍数等于3，如果负反馈较弱，放大倍数就过大使波形失真；负反馈太强使放大倍数小于或等于3，则起振困难或工作不稳定。

图1-2图1-3图1-41.3输出电压uo幅值最大且不失真时输出波波形图见图1-5 图1-51.4思考题1、正弦波振荡电路中有几个反馈支路？各有什么作用？运放工作在什么状态？2、电路中二极管为什么能其稳幅作用？断开二极管，波形会怎样变化？解:1.正弦波振荡电路中有一个正反馈支路，一（三？）个负反馈支路。

2.（1）二极管控制电路增益，实现稳幅。

二极管决定稳幅控制电路的控制力度，即决定了控制电压每变化1个单位引起的Io变化量，直接影响反馈电路的增益。

稳幅环节是利用两个反向并联二极管VD1、VD2正向电阻的非线性特性来实现的，二极管要求采用温度稳定性好且特性匹配的硅管，以保证输出正、负半周波形对称；R4的作用是削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。

负反馈电路中有两个二极管，它们的作用是稳定输出信号的幅度。

也可以采用其他的非线形元件来自动调节反馈的强度，以稳定振幅，如：热敏电阻、场效应管等。

（2）若断开二极管，波形会变得极不稳定。

rc桥式振荡器实验报告RC桥式振荡器实验报告引言：RC桥式振荡器是一种常见的电路，它可以产生稳定的正弦波信号。

在本次实验中，我们将通过搭建RC桥式振荡器电路并进行实验验证，来深入了解其工作原理和特性。

一、实验目的本次实验的主要目的是通过搭建RC桥式振荡器电路，观察并测量其输出波形，并进一步了解RC桥式振荡器的频率稳定性和幅度稳定性。

二、实验原理RC桥式振荡器是由一个放大器和一个反馈网络组成的。

放大器的输出信号经过反馈网络后再输入到放大器的输入端，形成一个闭环反馈系统。

在RC桥式振荡器中，反馈网络由电容和电阻组成，通过调节电容和电阻的数值，可以控制振荡器的频率和幅度。

三、实验步骤1. 准备工作：根据电路图，准备所需的元器件和仪器设备。

2. 搭建电路：按照电路图连接电容、电阻和放大器，确保连接正确无误。

3. 调节电路：根据实验要求，选择合适的电容和电阻数值，并通过调节电位器来达到所需的频率和幅度。

4. 测量波形：使用示波器测量输出信号的波形，并记录相关数据。

5. 分析结果：根据实验数据，分析RC桥式振荡器的频率稳定性和幅度稳定性。

四、实验结果与分析在本次实验中，我们选择了合适的电容和电阻数值，并通过调节电位器来调整频率和幅度。

通过示波器测量，我们观察到了稳定的正弦波输出。

在频率稳定性方面，我们通过改变电容和电阻的数值，观察到了频率的变化。

实验结果表明，RC桥式振荡器的频率与电容和电阻的数值密切相关。

当电容或电阻的数值改变时，频率也会相应改变。

这说明了RC桥式振荡器的频率可以通过调节电容和电阻来控制。

在幅度稳定性方面，我们观察到了输出信号的幅度随时间的变化。

这是由于RC 桥式振荡器的反馈网络中的电容充放电过程导致的。

幅度稳定性较差时，可能会出现振荡幅度过大或过小的情况。

因此，在实际应用中，需要根据需求选择合适的电容和电阻数值，以获得稳定的幅度输出。

五、实验总结通过本次实验，我们深入了解了RC桥式振荡器的工作原理和特性。

rc正弦波振荡电路实验报告总结RC正弦波振荡电路是一种基本的电路，它可以产生稳定的正弦波信号。

在本次实验中，我们通过搭建RC正弦波振荡电路，学习了正弦波振荡电路的基本原理和实现方法，并对其进行了实验验证。

实验原理RC正弦波振荡电路是由一个放大器和一个RC网络组成的。

RC网络由一个电容和一个电阻组成，它们串联在一起，形成一个反馈回路。

当电路中有一个输入信号时，放大器会将信号放大，并将其送回到RC网络中。

RC网络会将信号滤波，并将其反馈回放大器。

这个反馈回路会产生一个稳定的正弦波信号。

实验步骤1.搭建RC正弦波振荡电路我们首先搭建了RC正弦波振荡电路。

电路由一个放大器和一个RC 网络组成。

放大器使用了一个晶体管，RC网络由一个电容和一个电阻串联在一起。

我们将电路搭建好后，使用万用表检查了电路的连接情况。

2.调整电路参数我们接下来调整了电路的参数，包括电容和电阻的值。

我们通过改变电容和电阻的值，调整了电路的共振频率。

我们还调整了放大器的增益，以确保电路能够产生稳定的正弦波信号。

3.测量电路输出信号我们使用示波器测量了电路的输出信号。

我们观察了信号的频率和幅度，并将其记录下来。

我们还使用频率计测量了电路的共振频率，并将其与我们调整电路参数时得到的值进行比较。

实验结果我们通过实验验证了RC正弦波振荡电路的原理和实现方法。

我们成功地搭建了电路，并调整了电路的参数，使其产生了稳定的正弦波信号。

我们还测量了电路的输出信号，并将其与我们预期的结果进行比较。

我们发现，实验结果与理论预期相符合。

结论通过本次实验，我们学习了RC正弦波振荡电路的基本原理和实现方法。

我们成功地搭建了电路，并调整了电路的参数，使其产生了稳定的正弦波信号。

我们还测量了电路的输出信号，并将其与我们预期的结果进行比较。

我们发现，实验结果与理论预期相符合。

这次实验让我们更深入地了解了正弦波振荡电路的工作原理，对我们今后的学习和研究具有重要的意义。

集成RC正弦波振荡器实验报告引言在电子技术领域中，正弦波振荡器是一种常见且重要的电路。

它能够产生稳定的正弦波信号，被广泛应用于通信、测量以及控制系统中。

本实验旨在通过集成RC电路设计和实现一个正弦波振荡器，并进行详细的探索和分析。

一、电路设计1. RC电路原理RC电路是由电阻(R)和电容(C)组成的一种基本电路。

在充电过程中，电容器会通过电阻放电，导致电压逐渐减小；在放电过程中，电容器会再次通过电阻充电，导致电压逐渐增大。

当电容器充放电周期很短而频率很高时，RC电路就能产生连续变化的电压，形成一个振荡器。

2. RC正弦波振荡器的设计要求一个RC正弦波振荡器的设计需要满足以下要求：•可以产生稳定的正弦波信号；•输出波形的频率和幅度应可调节。

3. RC正弦波振荡器的基本原理RC正弦波振荡器的基本原理是通过将一个放大器的输出信号反馈至输入端，形成一个正反馈回路。

当回路增益大于等于1时，系统会不断振荡产生正弦波信号。

二、电路实现1. 基本RC正弦波振荡器电路图为了实现RC正弦波振荡器，我们可以采用如下电路图：•在非反相输入端连接一个电阻R和电容C，形成一个低通RC滤波器；•输出通过一个放大器反馈至输入端，产生正反馈。

2. 具体电路参数的选择在设计RC正弦波振荡器时，我们需要选择合适的电阻和电容数值，以控制振荡器的频率和幅度。

这里我们选择R=10kΩ和C=1μF。

3. 搭建电路实验平台为了实现RC正弦波振荡器，我们需要搭建一个电路实验平台：•使用集成运算放大器（Op-Amp）作为放大器，例如LM741；•将电阻R和电容C按照电路图连接至Op-Amp；•使用函数发生器作为输入信号源，连接至Op-Amp的输入端；•连接示波器至Op-Amp的输出端，用于观测输出波形。

三、实验过程1. 搭建实验电路根据电路图和参数选择，通过实验器材搭建RC正弦波振荡器实验电路。

2. 设置函数发生器参数设置函数发生器的频率和幅度，以达到所需的正弦波输出。

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。