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RC正弦波振荡器 方波产生电路 《RC正弦波振荡器》 一、实验目的： 1.了解选频网络的组成及其选频特性； 2.掌握RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件； 3.学会测量、调试选频网络和振荡器。 二、实验设备及器件： 1.示波器1台； 2.模拟电路实验箱； 3.函数信号发生器； 4.万用表。 三、实验内容： 1、关闭系统电源。按图1-1连接实验电路，输出端Uo接示波器。 2、打开直流开关，调节电位器RW，使输出波形从无到有，从正弦波到出现失真。描绘Uo的波形，记下临界起振、正弦波输出及失真情况下的RW值，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。 3、调节电位器RW，使输出电压Uo幅值最大且不失真，用交流毫伏表分别测量输出电压Uo、反馈电压U+（运放③脚电压）和U-（运放②脚电压），分析研究振荡的幅值条件。 4、用示波器振荡频率fO，并与理论值进行比较。 图1-1 四、实验数据记录和分析 （1）数据记录： 情况 临界起振 正弦波输出 失真 RW值（KΩ） 14.1789 17.3820-18.0228 18.0382 数据分析： 负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响: 答: RC桥式振荡器要求放大器的放大倍数等于3，如果负反馈较弱，放大倍数过大使波形失真；负反馈太强使放大倍数小于或等于3，则起振困难或工作不稳定。 反馈电压U+ 反馈电压U- 7.2784V 2.1059V 2.5057V 图1-1 数据分析： 幅值平衡条件总增益大于1，可以产生振荡，但是，输出信号会越来越大，最后收器件电源电压限制，输出被限幅，输出会有畸变。因此，幅值平衡条件是总增益=1。 测量值 理论值 误差 振荡频率f(kHz) 1.628 1.500 8.5% 五．思考题 正弦波振荡电路中有几个反馈支路？各有什么作用？运放工作在什么状态？ 答：1. 正弦波振荡电路中有一个正反馈支路，一个负反馈支路。 正反馈支路：保证产生自激震荡的相位条件。 负反馈支路：限制幅度，防止饱和失真。 运放工作在开环状态。 2、电路中二极管为什么能其稳幅作用？断开二极管，波形会怎样变化？ 答：（1）二极管控制电路增益，实现稳幅。二极管决定稳幅控制电路的控制力度，即决定了控 制电压每变化1个单位引起的Io变化量，直接影响反馈电路的增益。稳幅环节是利用两个反向并联二极管VD1、VD2正向电阻的非线性特性来实现的，二极管要求采用温度稳定性好且特性匹配的硅管，以保证输出正、负半周波形对称；R4的作用是削弱二极管非线性的影响，以改善波形失真。 负反馈电路中有两个二极管，它们的作用是稳定输出信号的幅度。也可以采用其他的非线形元件来自动调节反馈的强度，以稳定振幅，如：热敏电阻、场效应管等。 实验数据记录： （1） 　 第一组 第二组 第三组 幅值（V） 10.4023 10.4387 10.4126 频率（Hz） 3.1023K 1.3261K 532.19 （2） U0幅值不变，频率范围为312.87Hz~3.2063KHz。 （3） 将矩形波产生电路的输出信号直接接入积分运算电路的输入，然后两个地线相接，以积分电路的输出信号为输出，即可获得三角波信号。 搭建三角波发生器电路如图2-2： 图2-2 输出波形记录如图2-3 图2-3 三、思考题: 如何设计一个占空比可调的方波发生器？