正弦波振荡器振荡电路分析

正弦波振荡器（LC 振荡器和晶体振荡器）实验一、实验目的1．掌握电容三点式LC 振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件的功能； 2．掌握LC 振荡器幅频特性的测量方法；3．熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响；通过实验进一步了解调幅的工作原理。

4．了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响，感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。

二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。

正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。

在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。

在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个本地振荡信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。

振荡器的种类很多。

从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。

此实验只讨论反馈式振荡器。

根据振荡器所产生的波形，又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。

此实验只介绍正弦波振荡器。

常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。

按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC 振荡器、RC 振荡器和晶体振荡器等类型。

（1）反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理，其原理电路如图2-1所示。

b V bE cE -1L 2L f V bV '+-图 2-1反馈型正弦波自激振荡器原理电路当开关K 接“1”时，信号源b V 加到晶体管输入端，构成一个调谐放大器电路，集电极回路得到了一个放大了的信号F V 。

当开关K 接“2”时，信号源b V 不加入晶体管，输入晶体管是F V 的一部分b V '。

正弦波振荡器分析1．振荡器的振荡特性和相应特性如如下面图，试分析该振荡器的建立过程，并判定A、B两平衡点是否稳定。

解：依据振荡器的平衡稳定条件能够判定出A点是稳定平衡点，B点是不稳定平衡点。

因此，起始输进信号必须大于U iB振荡器才有可能起振。

图9.10 图2．具有自偏效应的相应振荡器如如下面图，从起振到平衡过程u BE波形如如下面图，试画出相应的i C和I c0波形。

解：相应的和波形如如下面图。

图9.12 图3．振荡电路如如下面图，试分析以下现象振荡器工作是否正常：〔1〕图中A点断开，振荡停振，用直流电压表测得V B＝3V，V E＝。

接通A点，振荡器有输出，测得直流电压V B＝，V E＝。

〔2〕振荡器振荡时，用示波器测得B点为余弦波，且E点波形为一余弦脉冲。

解：〔1〕A点断开，图示电路变为小信号谐振放大器，因此，用直流电压表测得V＝3V，V E＝。

当A点接通时，电路振荡，由图所示的振荡器从起振到平衡的过程B中能够瞧出，具有自偏效应的相应振荡器的偏置电压u BEQ，从起振时的大于零，等于零，直到平衡时的小于零〔也能够不小于零，但一定比停振时的u BEQ小〕，因此，测得直流电压V B＝，V E＝是正常的，讲明电路已振荡。

〔2〕是正常的，因为，振荡器振荡时，u be为余弦波，而i c或i e的波形为余弦脉冲，所示E点波形为一余弦脉冲。

4．试咨询仅用一只三用表，如何判定电路是否振荡？解：由上一题分析可知，通过测试三极管的偏置电压u BEQ即可判定电路是否起振。

短路谐振电感，令电路停振，要是三极管的静态偏置电压u BEQ增大，讲明电路差不多振荡，否那么电路未振荡。

5．一相应振荡器，假设将其静态偏置电压移至略小于导通电压处，试指出接通电源后应采取什么措施才能产生正弦波振荡，什么缘故？解：必须在基极加一个起始鼓舞信号，使电路起振，否那么，电路可不能振荡。

6．振荡电路如如下面图，试画出该电路的交流等效电路，标出变压器同名端位置；讲明该电路属于什么类型的振荡电路，有什么优点。

LC 正弦波振荡（虚拟实验）1、 电容三点式（1）121100,400,10C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（2）121100,400,5C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（3）121100,1,5C nF C F L mH μ===示波器频谱仪数据表格: （C1, C2, L1） （C 1，C 2，L 1） O U •i U •增益A 相位差 谐振频率f 0 测量值 理论值 测量值 理论值 （100nF,400nF,10mH ）5.972V1.486V44.0191806.025kHz5.627（100nF,400nF,5mH ） 4.698V 1.161V 4 4.047 180 7.995 kHz 7.958 （100nF,1uF,5mH ）7.116V711.458mV1010.0021807.897 kHz7.465实验数据与理论值间的差异分析:增益差别不大但谐振频率差别较大, 主要是由于读数是的精度有限造成的。

由于游标以格为单位, 因此读数时选取的幅值最大的点可能与实际有差, 因而谐振频率的测量也有误差。

2、 电感三点式（1）1225,100,200L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（2）1225,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（3）1222,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪数据表格:（L1, L2, C2）（L1，L2，C2）OU•(V)iU•(mV)增益A 相位差谐振频率f0测量值理论值测量值(kHz)理论值(kHz)（5mH,100uH,200nF） 4.497V 89.938mV 50.001 50 180 5.039kHz 4.983 （5mH,100uH,100nF） 4.504V 90.070 mV 50.005 50 180 7.010kHz7.047（2mH,100uH,100nF） 4.483V 224.150mV 20.000 20 180 10.951kHz10.983实验数据与理论值间的差异分析:误差均较小, 主要由于电路不够稳定以及读数精度造成。

第八章 正弦波振荡电路分析振荡产生的机理和条件，讨论正弦波振荡电路的一般结构和分析方法，介绍常见的RC 、LC 和石英晶体正弦波振荡电路的组成和工作原理。

第一节 正弦波振荡电路的基本原理一个放大电路通常在输入端外加信号时才有输出。

如果在它的输入端不外接信号的情况下，在输出端仍有一定频率和幅度的信号输出，这种现象就是放大电路的自激振荡。

自激振荡对于放大电路是有害的，它破坏了放大电路的正常工作状态，需要加以避免和消除。

但在振荡电路中，自激却是有益的。

对于自激振荡的频率和幅度加以选择和控制，就可构成正弦波振荡器。

振荡电路既然不需外接输入信号，那么它的输出信号从何而来？这就是我们要讨论的振荡电路能产生自激振荡的原因和条件。

一、振荡的条件在图6－1中，A是放大电路，F 是反馈网络。

当将开关S 接在端点1上时，就是一般的开环放大电路，其输入信号电压为i U ，输出信号电压为o U 。

如果将输出信号o U 通过反馈网络反馈到输入端，反馈电压为f U ，并设法使f U＝i U ，即两者大小相等，相位相同。

那么，反馈电压f U就可以代替外加输入信号电压i U ，来维持输出o U 。

也就是说将开关S 接在端点2，除去外加信号而接上反馈信号，输出信号仍将保持不变，即不需输入而靠反馈来自动维持输出。

这时，放大器就变为自激振荡器了。

由以上的讨论可知，要维持自激振荡，必须满足f U＝i U ，即反馈信号与输入信号大小相等，相位相同。

由于放大电路的开环电压放大倍数为i o A U U = o f F U U =若i f U U ＝，则F A＝o fi oU U U U ＝1（F A称为环路增益）。

因此，振荡电路维持自激振荡的条件是：F A＝１ 即F A＝１称为幅值平衡条件。

其物理意义为：信号经放大电路和反馈网络构成的闭环回路后，幅值保持不变，既无增加也无衰减。

f a ϕϕ＋＝2n π（n ＝0，1，2……）称为相位平衡条件。

正弦波振荡电路是一种电路设计，能够产生稳定的正弦波输出。

为了实现振荡，正弦波振荡电路需要满足以下条件：
放大增益条件：振荡电路中的放大器必须具有足够的放大增益。

放大器将输入信号放大，并将一部分输出信号反馈到输入端，以维持振荡。

放大增益必须大于1，以补偿电路的损耗和反馈信号的衰减。

正反馈条件：振荡电路需要具有正反馈回路。

正反馈会将一部分输出信号反馈到输入端，形成自激振荡。

反馈信号必须足够强以保持振荡。

相位条件：正弦波振荡电路的反馈回路必须具有相位延迟为360度的特性。

相位延迟确保反馈信号与输入信号同相或反相，从而维持振荡的稳定性。

振荡频率条件：振荡电路的频率由电路元件和参数决定。

为了产生稳定的正弦波输出，电路的增益和相位特性必须在特定频率上产生正反馈。

振荡起始条件：振荡电路需要一定的启动条件，以开始振荡。

这可以通过外部信号或电路内部的初始扰动实现。

这些条件的具体实现方式和参数取决于所使用的正弦波振荡电路的类型和拓扑结构。

常见的正弦波振荡电路包括RC相移振荡器、LC谐振振荡器、晶体振荡器等。

每种电路都有其特定的振荡条件和设计要求。

正弦波振荡电路知识点总结1. 振荡电路的基本概念振荡电路是一种能够在没有外部输入的情况下产生连续变化的信号的电路。

它通过自身的反馈环路来产生振荡。

振荡电路的基本组成包括振荡器、反馈网络、放大器和输出网络。

振荡器是产生基频信号的核心元件，反馈网络用于将一部分输出信号反馈到输入端，放大器则用于提供振荡器所需要的放大增益，输出网络用于将振荡器的输出信号提取到外部装置上。

2. 正弦波振荡电路的工作原理正弦波振荡电路是一种能够产生连续变化正弦波信号的振荡电路，它利用正反馈和负反馈的结合来实现振荡。

首先，放大器将输入信号放大，然后经过反馈网络将一部分输出信号反馈到放大器的输入端。

这样就形成了一个正反馈环路，当反馈信号到达一定幅值时，输出信号将开始增大，最后达到稳定状态，形成正弦波振荡。

3. 常见的正弦波振荡电路类型常见的正弦波振荡电路包括RC正弦波振荡电路、LC正弦波振荡电路、晶振电路、信号发生器和运放正弦波振荡电路等。

RC正弦波振荡电路利用电容和电阻元件来构成反馈网络，LC正弦波振荡电路利用电感和电容元件构成反馈网络，并且晶振电路利用晶体谐振器的内部谐振回路产生正弦波信号，信号发生器则是通过内部振荡电路产生正弦波信号，运放正弦波振荡电路则是利用运放放大器的高增益和稳定性实现正弦波振荡。

4. 正弦波振荡电路的频率和幅值控制正弦波振荡电路可以通过改变反馈元件的数值、改变振荡器的工作参数、改变放大器的增益等方法来控制输出信号的频率和幅值。

例如，RC正弦波振荡电路的谐振频率与RC元件相关，改变电阻或电容的数值可以改变输出信号的频率；LC正弦波振荡电路的谐振频率与LC元件相关，改变电感或电容的数值可以改变输出信号的频率；晶振电路的谐振频率与晶体的谐振频率相关，调整晶振的谐振频率可以改变输出信号的频率；信号发生器和运放正弦波振荡电路通过内部电路来控制输出信号的频率和幅值。

5. 正弦波振荡电路的应用正弦波振荡电路广泛应用于各种电子设备中，如信号发生器、音频设备、通信系统、测量仪器等。

rc正弦波振荡器实验报告实验目的：本实验的目的是通过搭建一个RC正弦波振荡器电路，研究RC电路的振荡特性，并分析RC电路中电流和电压的变化规律。

实验设备：- 信号发生器- 电压表- 电流表- 电阻- 电容- 电源- 连接线- 示波器实验原理：RC正弦波振荡器电路由电容C和电阻R组成。

根据基尔霍夫定律，电路中的电压满足以下方程：V = VR + VC，其中VR为电阻上的电压，VC为电容上的电压。

在电容未充电时，电流通过电阻，而电容不导电。

当电压施加到电路上时，电容开始充电，电流开始减小。

随着时间的流逝，电容上的电压也在增加。

当电容经过一段时间充电后，电压达到最大值，电流达到最小值。

此时电容开始放电，电流再次增大。

随着电容的放电，电压逐渐减小。

电容和电阻的相互作用导致电流和电压的周期性变化，形成正弦波。

实验步骤：1. 将信号发生器的正负极分别连接到电阻R和电容C的一个端口。

2. 将电容的另一个端口连接到电阻的另一端，形成一个闭合的回路。

3. 将电流表连接到电阻上，以测量通过电阻的电流。

4. 将电压表连接到电容上，以测量电容上的电压。

实验结果：通过实验观察，我们可以看到电流和电压随着时间的变化呈现正弦波形。

当电流为最大值时，电压达到最小值，当电流为最小时，电压达到最大值。

电流和电压的变化是周期性的，证明了电路中存在振荡现象。

实验讨论：1. 实验中，我们可以通过调节信号发生器的频率来改变振荡的频率。

2. 通过改变电阻R和电容C的数值，我们可以观察到振荡的幅度和频率的变化。

3. RC振荡器电路还可以应用于实际电路中，例如通信信号源的产生、交流电源的输出等。

实验总结：通过本次实验，我们成功搭建了一个RC正弦波振荡器电路，并观察到了电流和电压的周期性变化。

实验结果验证了RC电路的振荡特性，并加深了对振荡器电路的理解。

实验中我们还发现，通过调节信号发生器的频率、改变电阻和电容的数值，可以对振荡的频率和幅度进行调节。

正弦波振荡电路的起振条件和平衡条件
正弦波振荡电路的起振条件和平衡条件如下：
起振条件：AF＞1 φa＋φf＝2nπ(2) 平衡后满足平衡条件：AF＝1 φa＋φf＝2nπ160、RC正弦波振荡器的结构特点是什么？
根据以上参考文章，可以得出结论：
正弦波振荡电路的起振条件是指当输入电压等于放大器输出电压时，电路必须满足平衡条件。

此时，振荡器进入稳态振荡状态。

要使振荡器开始工作并达到平衡状态，需要满足以下条件：
1. 起振时满足起震条件：AF＞1 φa＋φf＝2nπ(2) 平衡后满足平衡条件：AF＝1 φa＋φf＝2nπ。

其中，A是放大倍数，F是反馈系数，φa是放大器相移，φf是反馈回路相移，n是正整数。

关于“RC正弦波振荡器的结构特点”，可以参考文中所述“结构特点是指与通用运算放大器类似的几个组成部分”，并结合文中附图做进一步的说明和解释。

如有需要可以查询资料进一步获取详细信息。

基于 Multisim 的 RC 正弦波振荡电路仿真分析RC正弦波振荡电路是一类重要的电路，被广泛应用于电子领域。

本文以基于Multisim的RC正弦波振荡电路为研究对象，对其进行仿真分析，从而探究其基本特性和性能参数。

一、电路搭建首先，在Multisim软件中，选取电路图纸，通过选取电子元器件，建立RC电路。

RC正弦波振荡电路的基本架构由正放式运放、两个电阻和一个电容组成。

将一个电容放在反相输入端与输出端负极相连，电容的另一端与一个固定电阻相接，在反相输入端连接一个变阻器，非反相输入端接地。

通过连接电源，建立好电路图。

二、调整电路参数在搭建电路之后，需要为电路调整参数。

首先可以调整电阻的值，调整R1、R2值，以便改变振荡频率。

然后对电容C进行调整，设置合适的电容值，以得到电路的理想振荡频率。

当调整好参数后，可以进行振荡波形的观测，从而验证电路的实际效果。

三、分析电路特性通过Multisim软件得到电路的振荡波形，并分析其特性。

在本文所述的RC正弦波振荡电路中，通过选择合适的元器件值，可以得到稳定、可调谐范围广、信噪比高的正弦振荡器。

在这样的正弦振荡器中，正放运放工作于非线性区，并且依靠电容C和电阻R进行反馈调整，从而保持输出的正弦波振荡。

四、参数计算在Multisim中，我们可以测量并计算各个参数。

例如，可通过测量电压对时间的变化，计算出电路的振荡频率。

通过计算得知，RC正弦波振荡电路的振荡频率为：f = 1 / (2 * π * RC)。

其中，C为电容值，R为与电容器相连的电阻值。

五、性能分析通过Multisim软件的仿真分析，我们可以获得RC正弦波振荡电路的性能指标。

这些指标包括：振幅稳定、振荡频率稳定、频率可调范围、波形畸变系数、信噪比等。

其中，振荡频率可调范围是关键参数之一。

通常，在RC正弦波振荡电路中，调节电容和电阻值，既可以调节振荡频率，又可以实现对振幅和相位的调节。

综上所述，本文以基于Multisim的RC正弦波振荡电路为研究对象，通过仿真分析其基本特性和性能参数。

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，谐振频率为为二熹5 (推导过程如下)公式推导过程：电路导纳为/= —i—我十_R g令式中虚部为零，就可求出谐振角频率_ 1 1式中Q为品质因数当Q>>1时，"^赤，所以谐振频率Q-①在将上式代入,—三，得出当Q>>1时，1卜。

也，代入° ”耳虫7,整理可得y =___ _ .在信号频率较低时，电容的容抗（'心i很大，网络呈感性；在信号频率较高时，电感的c^~ 青感抗（莅=j尤）很大，网络呈容性；只有当f=f0时，T r网络才呈纯阻性，且阻抗最大。

这时电路产生电O~ ——流谐振，电容的电场能转换成磁场能，而电感的口.1 ■：十H.•的网期：磁场能又转换成电场能，两种能量相互转换。

」-井底情堪实际的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y =/疣十一：—R + j就回路的品质因数跳E 1巧2 = — = ^^ （推导过程如下）公式推导过程：电路导纳为r = JQ+ ------------我十j^L_R r^_ 皿〔—炉令式中虚部为零，就可求出谐振角频率次并联网络当f=f时，电抗（⑷考虑电路损耗时的网络式中Q为品质因数当Q>>1时，/总京，所以谐振频率2JT4LC将上式代入口一R，得出小1 KQ fcj — J—H R^C当f=f0时，电抗1।闻鼠当Q>>1时，禹卜炉区，代入口"/A，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。

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。

正弦波振荡电路正弦波振荡电路是一种常见的电路，它可以产生稳定的正弦波信号，被广泛应用于通信、测量、音频等领域。

本文将从电路原理、设计和应用等方面介绍正弦波振荡电路。

一、电路原理正弦波振荡电路是一种自激振荡电路，其主要原理是利用放大器的正反馈作用，使放大器输出的信号反馈到输入端形成振荡。

具体来说，正弦波振荡电路由三个基本元件构成：放大器、反馈网络和振荡器。

放大器是正弦波振荡电路的核心部件，它的作用是放大输入信号。

反馈网络是将放大器输出信号反馈到输入端的部件，它的作用是使放大器输出的信号与输入信号同相位。

振荡器是将放大器输出的信号反馈到输入端后形成的振荡电路。

在正弦波振荡电路中，放大器和反馈网络的组合是关键。

放大器的放大倍数和反馈网络的反馈系数决定了电路的稳定性和频率特性。

如果反馈系数过大，正弦波振荡电路将失去稳定性，形成尖峰波振荡电路。

如果反馈系数过小，电路将无法形成振荡。

二、电路设计正弦波振荡电路的设计需要考虑多个因素，包括放大器的选择、反馈网络的设计和电路参数的计算等。

下面将分别介绍这些方面的内容。

1. 放大器的选择放大器是正弦波振荡电路的核心部件，其放大倍数和频率特性对电路的性能有重要影响。

通常选择运放作为放大器，因为运放具有高放大倍数和良好的频率响应特性。

2. 反馈网络的设计反馈网络是正弦波振荡电路的关键部件，其设计需要考虑反馈系数和相位等因素。

通常采用RC网络作为反馈网络，其反馈系数和相位可以通过电路参数进行调节。

3. 电路参数的计算电路参数的计算是正弦波振荡电路设计中的关键步骤。

需要根据电路元件的特性和工作频率等因素进行计算。

具体来说，需要计算放大器的增益、反馈网络的反馈系数和相位等参数。

三、电路应用正弦波振荡电路在通信、测量、音频等领域有广泛的应用。

其中，应用最广泛的是在通信中产生稳定的载波信号。

此外，正弦波振荡电路还可以用于音频振荡器、频率计、信号发生器等领域。

在通信中，正弦波振荡电路主要用于产生载波信号。