RC桥式振荡电路3

rc 振荡电路详解
RC 振荡电路，采用RC 选频网络构成，适用于低频振荡，一般用于
产生1Hz~1MHz（fo=1/2πRC）的低频信号。

对于RC 振荡电路来说，增
大电阻R 即可降低振荡频率，而增大电阻是无需增加成本的;而对于LC 振荡电路来说，一般产生的正弦波频率较高，若要产生频率较低的正弦振荡，势必要求振荡回路要有较大的电感和电容，这样不但元件体积大、笨重、安装不便，而且制造困难、成本高。

因此，200kHz 以下的正弦振荡电路，一般采用振荡频率较低的RC 振荡电路。

电路特点
对于RC 振荡电路来说，增大电阻R 即可降低振荡频率，而增大电阻是无需增加成本的。

常用LC 振荡电路产生的正弦波频率较高，若要产生频率较低的正弦振荡，势必要求振荡回路要有较大的电感和电容，这样不但元件体积大、笨重、安装不便，而且制造困难、成本高。

因此，200kHz 以下的正弦振荡电路，一般采用振荡频率较低的RC 振荡电路。

常用类型
RC 移相式振荡器。

RC振荡电路实验报告实验名称：RC振荡电路实验报告实验目的：通过搭建RC振荡电路，研究其振荡特性，了解和掌握RC振荡电路的工作原理和参数对振荡频率的影响。

实验器材：1. 直流电源2. 变阻器3. 电容器4. 示波器5. 电压测量仪器6. 连接线实验原理：RC振荡电路由一个电容器和一个电阻器组成。

在起始时刻，电容器会被充电，当电容器电压达到一定数值后，将通过电阻器放电，使得电容器电压逐渐下降。

然后电容器再次被充电，反复循环。

这种充放电的周期性过程导致了振荡现象的发生。

RC振荡电路可以用于时钟电路、电子发生器等方面。

实验步骤：1. 将电阻器和电容器连接在一起，组成RC振荡电路。

2. 连接电路：将直流电源的正极与电容器连接，电源负极通过电阻器与电容器连接。

3. 使用示波器观察电路的振荡波形，并记录。

4. 调节电阻器的阻值，观察振荡频率的变化，并记录。

5. 更换不同容值的电容器，观察振荡频率的变化，并记录。

6. 通过实验数据分析，验证RC振荡电路的工作原理。

实验结果与分析：根据实验数据，我们可以得出以下结论：1. 当电阻器的阻值增大时，振荡频率逐渐减小；反之，当电阻器的阻值减小时，振荡频率增大。

这是因为电阻器的阻值决定了电容器的充放电速度，进而影响振荡频率。

2. 当电容器的容值增大时，振荡频率减小；反之，当电容器的容值减小时，振荡频率增大。

这是因为电容器的容值决定了电容器的充放电时间，而振荡频率是充放电时间的倒数。

3. 示波器观察到的振荡波形符合理论推导的正弦波形，证明了RC 振荡电路的正常工作。

实验总结：本实验通过搭建RC振荡电路，研究了其振荡特性，进一步加深了对RC振荡电路的理解。

通过调节电阻器和更换不同容值的电容器，我们验证了大部分理论推导的结论。

实验过程中，需要注意保证电路的接触良好，放置示波器探头时要小心，以免短路或损坏设备。

通过本实验，我们掌握了RC振荡电路的基本原理和实验操作技巧。

实验改进：为了进一步提高实验的准确性和可靠性，可以进行以下改进：1. 增加数据采集仪器，如计时器，以获得更准确的振荡频率数据。

& Uo f
图6-4 RC串并联选频网络及其在低频段和高频的等效电路
2
6.2 RC桥式正弦波振荡电路
第6章 波形发生器
由6-4a得到
& F=
1 3 + j (ωRC − 1 ) ωRC
幅频特性为
& F =
1 f0 2 f 3 +( − ) f0 f
2
f0 =
1 2πRC
相频特性为
ϕF
f0 1 f = − arctan ( − ) 3 f0 f
6.2 RC桥式正弦波振荡电路
第6章 波形发生器
Rf R C R1 ∞
& UP
R C
& Uo
& Uf
RC串并联选频网络 串并联选频网络
同相比例运算电路
1
6.2 RC桥式正弦波振荡电路
第6章 波形发生器
6 .2.1 RC串并联网络选频特性 在如图6-4电路中，因为RC串并联网络在正弦波振荡 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，如图6-4(a)所示。
3
6.2 RC桥式正弦波振荡电路
第6章 波形发生器
6 .2.2 RC桥式振荡器的振荡频率和起振条件 RC桥式振荡电路要产生振荡必须满足相位平衡条 件和幅度平衡条件。 1.相位平衡条件
1 f = f0 = 在 2πRC 时，经RC选频网络传输到放大电路输入
& & 端的电压 U i 与 U o 同相，即有 ϕ f = 0，所以RC桥式 振荡电路的相位平衡条件仅取决于放大电路本身的相位。
1 f0 = 2πRC
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6.2 RC桥式正弦波振荡电路
第6章 波形发生器

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。