RC正弦波振荡器设计.doc

四、RC正弦波振荡器设计
（一）设计目的
1、 进一步理解用集成运放构成的正弦波发生器的工作原理。
2、 学习振荡器的调整和主要性能指标的测试方法。
（二）基础知识与能力层次要求
1、课程涉及课程
模拟电路
2、能力层次要求（四项中之一）
（1）电子电路基础应用能力（基础）（第一级）:√
（2）电类专业综合实践能力（综合）（第二级）:
（3）电类专业工程设计能力（设计）（第三级）:
（4）研究与创新设计能力（创新）（第四级）:
3、指导教师
周妮、向腊
（三）设计技术指标与要求
1、设计要求
可以产生正弦波，频率范围为10Hz~100kHz，输出电压可调，带载能力强，波形尽量不失真。设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出电压的范围。
2、项目仪器、设备
信号发生器，双踪示波器，直流稳压电源，万用表，交流毫伏表，焊接工具，设计电
路所需的元器件，电路仿真软件等
（四）项目原理
1、基本原理
RC桥式正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）
图4.1为RC桥式正弦波振荡器。其中RC串、并联电路构成正反馈支路，同时兼作选频网络，R1、R2、RW及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。调节电位器RW，可以改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。利用两个反向并联二极管D1、D2正向电阻的非线性特性来实现稳幅。D1、D2采用硅管（温度稳定性好），且要求特性匹配，才能保证输出波形正、负半周对称。R3的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。
电路的振荡频率
起振的幅值条件 ≥3
式中Rf＝RW＋R2＋（R3 // rD），rD — 二极管正向导通电阻。
调整反馈电阻Rf（调RW），使电路起振，且波形失真最小。如不能起振，则说明负反馈太强，应适当加大Rf。如波形失真严重，则应适当减小Rf。
改变选频网络的参数C或 R，即可调节振荡频率。一般采用改变电容C作频率量程切换，而调节R作量程内的频率细调。

图4.1 RC桥式正弦波振荡器
2、项目步骤
（1）分析设计要求，选择总体方案
分析系统的输入和输出信号，将输入信号的波形、幅度、频率等参数以及输出的要求
准确地弄清楚。方案选择就是按照系统总的要求，把电路划分成若干个功能块，得出能表示单元功能的整机原理框图。
（2）单元电路的设计
确定对各单元电路的设计要求，拟定好各单元电路的要求后，按信号流程顺序分别设计各单元电路。
（3）参数的计算
利用模电中的分析方法，估算元器件的各项参数，才能选择元器件。
（4）计算机的模拟仿真
常用电子仿真软件：Multisim(或EWB), Protel等
（5）实验的验证
由于元器件的参数和模型与实际的差异，模拟正确的电路还是要经过实验的验证。
（6）编写设计说明书并进行简单答辩，指导教师给出答辩成绩。
3、项目注意事项
1． 注意电路的组装、布局合理、美观。
2． 整个调试过程最好也分层次进行，先单元电路，再模块电路，最后系统联调。按
照分配的指标、分解的模块，一部分一部分调试，然后将各模块连接起来总调。
3. 注意故障诊断与排除方法。

（五）项目预习要求
1、复习RC振荡器的有关内容，特别是RC并联选频网络振荡器的结构与工作原理。
2、掌握振荡器起振的条件，学习利用实验的方法调试振荡器，测量振荡电路的振荡频率。
（六）项目报告要求
模拟电子技术课程设计报告书正文包含：
1）设计题目
2）设计要求
3）题目分析
4）整体构思
5）具体实现：画出总体方框图和原理图，并给出说明。原理图可以电脑画，也可以手画，但必须规整。
6）各部分定性说明以及定量计算；
7）在实验过程中遇到的问题及排除措施；
8）设计心得体会。
9）参考文献
（七）评分标准
项目
主要内容
满分
设计报告（40）

报告内容：
(1) 方案比较、设计与论证；
(2) 理论分析与计算；
(3) 电路图及有关设计文件；
(4) 测试方法与仪器，测试数据及测试结果分析。
40
基本要求（60分）
写出设计报告，提交元器件清单。
15
组装调试所设计的电路，使其正常工作。写出设计报告，提出元器件清单
15
可以产生正弦波，频率范围为10Hz~100kHz，输出电压可调，带载能力强，波形尽量不失真。
15
设计完成后可以利用示波器测量出其输出频率的上限和下限，还可以进一步测出其输出电压的范围。
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