集成电路RC正弦波振荡器.doc

实验三 集成电路RC正弦波振荡器
一、实验目的
1．掌握桥式RC正弦波振荡器的电路构成原理。
2．熟悉正弦波振荡器的高速测试方法。
3．观察RC参数对振荡频率的影响，学习振荡频率的测定方法。
二、预习要求
1．复习RC桥式振荡器的工作原理。
2．图5-2所示电路中，调节R1起什么作用，两个二极管起什么作用？
三、实验原理与参考电路
1．基本RC桥式振荡
电路如图所示，它由两部分组成，即放大电路和选频网络。由图中可知由于Z1、Z2和R1、Rf正好形成一个四臂电桥，因此这种振荡电路常称为RC桥式振荡电路。

图5-1 RC桥式振荡电路
由图可知，在 时，经RC反馈网络传输到运放同相端的电压 与 同相，即有 和 。这样，放大电路和由Z1、Z2组成的反馈网络刚好形成正反馈系统，可以满足相位平衡条件，因而有可能振荡。
实现稳幅的方法是使电路的Rf/R1值随输出电压幅度增大而减小。起振时要求放大器的增益 >3,例如，Rf用一个具有负温度系数的热敏电阻代替，当输出电压 增加使Rf的功耗增大时，热敏电阻Rf减小，放大器的增益下降，使 的幅值下降。如果参数选择合适，可使输出电压幅值基本恒定，且波形失真较小。
由于集成运放接成同相比例放大电路，它的输出阻抗可视为零，而输入阻抗远比RC串并联网络的阻抗大得多，可忽略不计，因此，振荡频率即为RC串并联网络的 。RC串并联网络构成正弦振荡电路的正反馈,在 处,正反馈系数 ，而R1和Rf当构成电路中的负反馈，反馈系数 。F+与F-的关系不同，导致输出波形的不同。
2．如图5-2 ，RC桥式振荡电路由RC串并联网络和同放大电路组成，图中RC选频网络形成正反馈电路，并由它决定振荡频率f0,Ra和Rb形成负反馈回路，由它决定起振的幅值条件和调节波形的失真与稳幅控制。
在满足的条件下，该电路的：
振荡频率
起振幅值条件
即
式中为二极管的正向动态电阻。
四、实验内容
1．按图5-2所示电路接线。
2．用示波器观察输出波形。

图5-2
3．按表5.1内容测试数据
表5.1
R1
C1
f．
10K
0.1u
测量值
估算值
10K
0.047u

20K
0.1u

4．调整Rp观察波形的变化。
5．解出两只二极管，再调整Rp，观察波形变化，分析出现现象的原因，及二极管的作用。
图一所示电路中，改变振荡频率时为保持其振荡条件不被破坏，必须使两个电阻或两个电容同步调节，使工艺增加了难度，采用图二所示电路，就可以只调一个电阻，即可调频，又可以保持振荡条件。

图5-3
（1）按图5-3，接好电路。
（2）调节RP2，使电路起振，输出电压幅度浮动
（3）调整RP1，记录输出电压V0的频率变化范围，同时观察波变化情况。
五、实验报告要求
1．根据实验数据、分析、比较两电路的优缺点。
2．分析理论计算填写实验值误差的原因。
3．分析反馈电位器及二极管的作用，用实验数据加以说明。
六、思考题
1．图5-4中，正反馈文路是由_____组成，这个网络且______特性，要改变振荡频率，只要改变_____或_______的数值即可。
2．图5-4中，1Rp和R1组成______反馈，其中______是用来调节放大器的放大倍数，使Au＞3的。

图5-4

七、实验元件与仪器
模拟电子线路实验箱 一台 双踪示波器 一台
万用表 一台 连线 若干
其中，模拟电子线路实验箱用到信号发生器、直流稳压电源模块，元器件模组以及“集成电路RC正弦波振荡器”模板。