RC正弦波振荡器设计.docxVIP

四、RC 正弦波振荡器设计 （一）设计目的 进一步理解用集成运放构成的正弦波发生器的工作原理。 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） 电子电路基础应用能力（基础）（第一级）:√ 电类专业综合实践能力（综合）（第二级）: 电类专业工程设计能力（设计）（第三级）: 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。D 1 、D 2 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 真。 的接入是为了削弱二极管非线性的影响，以改善波形失 电路的振荡频率 fO ?  πRC 起振的幅值条件 A f ?1 ? R R  f 1  ≥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 R f 。 如波 形失真严 重 ，则 应适当减 小 R f 。 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 ． 注意电路的组装、布局合理、美观。 ． 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 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。 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： 设计题目 设计要求 题目分析 整体构思 。 。 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。 各部分定性说明以及定量计算； 在实验过程中遇到的问题及排除措施； 设计心得体会。 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 基本要求（60 分） 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 基本要求（60 分） 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 基本要求（60 分） 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。 15