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实验八 RC正弦波振荡器
实验目的：
掌握RC正弦波振荡器的设计与分析方法
掌握RC正弦波振荡器的安装与调试方法
实验预习：
在如图的RC详细振荡电路中，计算振荡器的频率和振幅起振条件，填表。
振荡频率=4082.5rad/s
f=649.75Hz
振幅起振条件，Rf=100k+300k=400kΩ，R=10kΩ，满足振幅起振条件。
设计文氏电桥振荡器。要求振幅800Hz。
k(jw)=
=
=
因此可取R1= 20kΩ，C1=10nF。
因此可取R2= 10kΩ,R3= 5kΩ,R4= 16.8kΩ.
电路图如下：
实验内容：
仿真实验
在Multisim中搭试图1的RC相移振荡电路的开环分析电路，理解起振和稳定的相位条件。并仿真幅频特性和相频特性图。
拆环后电路：
幅频相频特性曲线：
瞬态仿真图1，查看瞬态波形和频谱。
瞬态波形：
f=1/1.644=608.27Hz
频谱：
f=623.967Hz
RC相移振荡电路的振荡频率 计算值 仿真值 实测值 振荡频率/Hz 649.75 624.0 633
若要将图1电路的振荡频率减小或增加10倍，重新设计电路。
改动元件 改动前 改动频率减小10倍 C 10nF 100nF R22 100kΩ 150kΩ R20 300kΩ 250kΩ （这里只改动C值的话波形失真，因此改动R22、R20调整限幅电压。）
改动元件 改动前 改动频率增大10倍 C 10nF 1nF
将预习中设计的文氏电桥振荡期瞬态仿真和频谱分析，将设计参数、仿真得到的振荡频率填入表格。
C1（μF） R1（kΩ） R2（kΩ） R3（kΩ） R4（kΩ） 0.01 20 10 5 16.8
设计值 仿真值 实测值 振荡频率 800Hz 788Hz 810Hz 文氏电桥振荡器瞬态仿真：
频谱分析：
F=785.12Hz
硬件实验
将图1在面包板上搭试。
瞬态波形测试
f=632.91Hz
频谱测量
f=633Hz
将文氏电桥在面包板上搭试，测试瞬态波形和频谱
F=819.7Hz
可见频率约为810Hz，符合设计要求。
思考：
将图1所示电路的C从10nF改为0.1nF后仿真，结果如何？解释原因。
可见f=60kHz，约为改动之前的100倍。波形出现了一定的失真。
由计算公式，C减小了100倍，增大100倍。
波形失真是因为ωVom〈=SR，频率增大导致不等式不成立，波形失真。
在思考1基础上，将运放从OP37改为741后仿真，结果如何？解释之。（如何改变参数可以使其再次振荡？）
从OP37改为741后不振荡。
开环仿真：
满足相位起振条件的频率为25.3kHz，对应的增益（dB）是负值，不满足振幅起振条件。因此考虑增大增益值，将R20由300kΩ改为1000kΩ。下图为修改后的瞬时仿真图：
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