电子课程设计(f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路).docVIP

电子课程设计 题 目： f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路 学 院： 专业名称： 测控技术与仪器 班级学号： 088201113 学生姓名： 指导教师： 黄昌光 二年月 一、设计任务与要求 1.1 课程设计的目的 1. 掌握由集成运算放大器组成RC桥式正弦波振荡电路的工作原理和电路结构。 2. 研究RC桥式振荡器中RC串、并联网络的选频特性。 掌握调测技术。 掌握用双踪示波器测相位差的方法。√6RC）；起振条件是基本放大电路A的电压放大倍数|A|﹥29；电路特点是结构简单，但选频作用差，振幅不稳，频率调节不便，频率范围是几赫兹到十几千赫兹，一般用于频率固定且稳定性要求不高的场合。 2.1.2 RC串并联网络的文氏电桥振荡电路 RC串并联网络振荡电路原理图如下图B所示。电路的振荡频率f0=1/（2πRC）；起振条件是|A|﹥3；电路的特点是：能连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，振荡波形稳定不失真。 2.1.3双T选频网络振荡电路 双T选频网络振荡器原理如下图C所示。电路的振荡频率是f0=1/5RC；起振条件是R﹤R/2，|A|﹥1；电路的特点：选频特性好，调频比较困难，适于产生单一频率的振荡。 电子教课书上都有,自己去查 赵淑范、董鹏中主编，《电子技术实验与课程设计》（第二版），清华大学出版社，2010.2 2.2正弦波振荡电路的基本工作原理 2.2.1产生正弦振荡的条件 正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波，我们一般在放大电路中引入正反馈，并创造条件，使其产生稳定可靠的振荡。正弦波产生电路的基本结构是：引入正反馈的反馈网络和放大电路。其中：接入正反馈是产生振荡的首要条件，它又被称为相位条件；产生振荡必须满足幅度条件；要保证输出波形为单一频率的正弦波，必须具有选频特性；同时它还应具有稳幅特性。因此，正弦波产生电路一般包括：放大电路、反馈网络、选频网络、稳幅电路个部分。 2.2.2正弦波振荡电路的组成判断及分类 放大电路：保证电路能够有从起振到动态平衡的过程，电路获得一定幅值的输出值，实现自由控制。 选频网络：确定电路的振荡频率，是电路产生单一频率的振荡，即保证电路产生正弦波振荡。 正反馈网络：引入正反馈，使放大电路的输入信号等于其反馈信号。 稳幅环节：也就是非线性环节，作用是输出信号幅值稳定。 2.2.3判断电路是否振荡的方法 （1） 是否满足相位条件，即电路是否是正反馈，只有满足相位条件才可能产生振荡； （2） 放大电路的结构是否合理，有无放大能力，静态工作是否合适； （3） 是否满足幅度条件。 2.2.4正弦波振荡电路的检验 (1) |AF|1， 则电路不可能振荡； (2) |AF|1， 则电路能够振荡，但是会出现明显的非线性失真，需要加强穏幅环节的作用； (3) |AF|=1， 则电路能够振荡。 振荡电路在起振过程中，要求|AF|1， 这样才能保证振荡信号的幅度不断加大。而在起振过程完成后，必须使|AF|=1，电路能够维持振荡。 三、电路原理及分析 3.1电路组成 电子教课书上都有,自己去查 杨素行主编，《模拟电子技术基础简明教程》（第三版），高等教育出版社 图中集成运放A作为放大电路，RC串并联网络是选频网络，而且，当f=f0（f0=1/(2πRC)）ωC1)R1, 对于并联支路来说，有1/(ωC2)R2,因此电路变成图（b）的形态。这时，Uf比U超前某一角度，这一角度小于90 o。 当信号的频率很高时，对于串联支路来说，有1/(ωC1)R1, 对于并联支路来说，有1/(ωC2)R2,因此电路变成图（c）的形态。这时，Uf比U滞后某一角度，这一角度也小于90o。 根据上面的讨论，我们知道，当RC串并联网络输入信号U的频率从低频到高频连续变化时，其输出信号Uf与输入信号U之间之间将产生一个从超前90o到滞后90o连续变化的信号。因此，一定存在着某一频率，使得与之间既不超前，也不滞后，两者相位相同。 下面对RC串并联网络的频率进行定量分析。 在电路中，Z1为R1、C1的串联阻抗，则 Z1=R1+1/(jωC1) Z2为R2、C2的并联阻抗，则 Z2=R2∥1/ (jωC2)=R2/(1+jωR2C2) 电路的传输增益可表示为 =Uf/U=Z2/(Z1+Z2) 即（通常，取R1=R2=R,C1=C2=C） 令，则上式为的幅频特性为 ||= 的相频特性为 由上式可得RC串并联正反馈网络的幅频特性和相频特性的表达式和相应曲线。 由特性曲线图可，当ω＝ω0＝RC时，正反馈系数|达最大值为1/3