电子课程设计(f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路)bxry.docx

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1、电子课程程设计题目：ff0=1KKHz的的RC桥桥式正弦弦波振荡荡电路学 院：专业名称称：测控技技术与仪仪器 班级学号号： 088820011113学生姓名名：指导教师师： 黄黄昌光二一一一年一月 设计题目目 f0=11KHzz的RCC桥式正正弦波振振荡电路路目录1、设计计任务与与要求11 课程设设计的目目的12 课程设设计的任任务与要要求13 课程设设计的技技术指标标2、设计计方案与与比较2.1常常见的RRC正弦弦波振荡荡电路设设计与特特点2.1.1 RRC移相相振荡电电路2.1.2RCC串并联联网络的的文氏电电桥振荡荡电路2.1.3双TT选频网网络振荡荡电路2.2正正弦波振振荡电路路的基本

2、本工作原原理2.2.1产生生正弦振振荡的条条件2.2.2正弦弦波振荡荡电路的的组成判判断及分分类2.2.3判断断电路是是否振荡荡的方法法2.2.4正弦弦波振荡荡电路的的检验3、电路路原理及及分析3.1电电路组成成3.2 RC串串并联网网络的选选频特性性3.3 RC桥桥式正弦弦波振荡荡电路的的振荡频频率和起起振条件件3.3.1振荡荡频率 3.3.2起振振条件 3.4 振荡电电路中的的负反馈馈4、制作作与调试试4.1电电路的制制作4.2电电路的调调试5、参数数计算及及器件选选择5.1器器件的选选择5.2理理论数据据处理5.3实实验数据据处理5.4 理论数数据与实实验数据据的对比比 5.5 误差分分

3、析 6、器件件清单及及所用设设备7、小结结8、参考考文献一、设计计任务与与要求1.1 课程设设计的目目的 11. 掌掌握由集集成运算算放大器器组成RRC桥式式正弦波波振荡电电路的工工作原理理和电路路结构。2. 研研究RCC桥式振振荡器中中RC串、并并联网络络的选频频特性。3. 掌掌握RCC桥式正正弦波振振荡电路路的调测测技术。4. 进进一步掌掌握用双双踪示波波器测相相位差的的方法。5. 掌掌握常用用元器件件的识别别和测试试。6. 熟熟悉常用用仪表，了了解电路路调试的的基本方方法。1.2 课程设设计的任任务与要要求 1设计计一个ff0=1KKHz的的RC桥桥式正弦弦波振荡荡电路。2掌握握RC桥桥

4、式正弦弦波振荡荡电路的的工作原原理。1.3 课程设设计的技技术指标标 1示波波器的调调试。2输出出波形：正弦波波。3输出出频率范围围：在110000HZ (1000HZ)范围内内可调。4输入入电压：5V的的对称电电压。二、设计计方案与与比较2. 11常见的的RC正弦波波振荡电电路的设设计方案案与特点点比较常见的RRC正弦弦波振荡荡电路有有桥式、移移相式和和双T式式三种振振荡电路路。2.1.1RCC移相振振荡电路路RC移相相振荡电电路原理理图如下下图A所示，电电阻选择择RRi。振荡荡频率ff0=1/（26RCC）；起起振条件件是基本本放大电电路A的的电压放放大倍数数|A|29；电路特特点是结结构

5、简单单，但选选频作用用差，振振幅不稳稳，频率率调节不不便，频频率范围围是几赫赫兹到十十几千赫赫兹，一一般用于于频率固固定且稳稳定性要要求不高高的场合。2.1.2RCC串并联联网络的的文氏电电桥振荡荡电路RC串并并联网络络振荡电电路原理理图如下下图B所示。电电路的振振荡频率率f0=1/（22RC）；起振条条件是|A|3；电电路的特特点是：能连续续改变振振荡频率率，便于于加负反反馈稳幅幅，振荡荡波形稳稳定不失失真。2.1.3双TT选频网网络振荡荡电路双T选频频网络振振荡器原原理如下下图C所示。电电路的振振荡频率率是f00=1/5RCC；起振振条件是是RR/22，|AA|1；电电路的特特点：选选频特

6、性性好，调调频比较较困难，适适于产生生单一频频率的振振荡。电子教课课书上都都有,自自己去查查赵淑范、董董鹏中主主编，电电子技术术实验与与课程设设计（第第二版），清清华大学学出版社社，20010.22.2正正弦波振振荡电路路的基本工作作原理2.2.1产生生正弦振振荡的条条件正弦波产产生电路路的目的的就是使使电路产产生一定定频率和和幅度的的正弦波波，我们们一般在在放大电电路中引引入正反反馈，并并创造条条件，使使其产生生稳定可可靠的振振荡。正正弦波产产生电路路的基本本结构是是：引入入正反馈馈的反馈馈网络和和放大电电路。其其中：接接入正反反馈是产产生振荡荡的首要要条件，它它又被称称为相位位条件；产生振

7、振荡必须须满足幅幅度条件件；要保保证输出出波形为为单一频频率的正正弦波，必必须具有有选频特特性；同同时它还还应具有有稳幅特特性。因因此，正正弦波产产生电路路一般包包括：放放大电路路、反馈馈网络、选选频网络络、稳幅幅电路个个部分。2.2.2正弦弦波振荡荡电路的的组成判判断及分分类（1） 放大电路路：保证证电路能能够有从从起振到到动态平平衡的过过程，电电路获得得一定幅幅值的输输出值，实实现自由由控制。（2） 选频网络络：确定定电路的的振荡频频率，是是电路产产生单一一频率的的振荡，即即保证电电路产生生正弦波波振荡。（3） 正反馈网网络：引引入正反反馈，使使放大电电路的输输入信号号等于其其反馈信信号。

8、（4） 稳幅环节节：也就就是非线线性环节节，作用用是输出出信号幅幅值稳定定。 2.2.3判断断电路是是否振荡荡的方法法（1）是是否满足足相位条条件，即即电路是是否是正正反馈，只只有满足足相位条条件才可可能产生生振荡； （22）放大大电路的的结构是是否合理理，有无无放大能能力，静静态工作作是否合合适； （33）是否否满足幅幅度条件件。2.2.4正弦弦波振荡荡电路的的检验 (1)|AF|1，则电路路能够振振荡，但但是会出出现明显显的非线线性失真真，需要要加强穏穏幅环节节的作用用； (3)|AF|=1，则电路路能够振振荡。振荡电路路在起振振过程中中，要求求|AF|1，这样才才能保证证振荡信信号的幅幅

9、度不断断加大。而而在起振振过程完完成后，必必须使|AF|=1，电电路能够够维持振振荡。三、电路路原理及及分析3.1电电路组成成电子教课课书上都都有,自自己去查查杨素行主主编，模模拟电子子技术基基础简明明教程（第第三版），高高等教育育出版社社图中集成成运放AA作为放放大电路路，RCC串并联联网络是是选频网网络，而而且，当当f=ff0（f0=1/(2RC)）时，它它是一个个接成正正反馈的的反馈网网络。另另外，RF和R支路引引入一个个负反馈馈。由上上图可见见，RCC串并联联网络中中的串联联支路和和并联支支路，以以及负反反馈支路路中的RRF和R，正好好组成了了一个电电桥的四四个臂，构构成了RRC桥式式

10、正弦波波振荡电电路。3.2 RC串串并联网网络的选选频特性性图（a）是是RC串串并联网网络的结结构，图图中，RR1和C1串联，RR2和C2并联，构构成了RRC串并并联网络络的结构构。U和和Uf分别是RRC串并并联网络络的输入入和输出出信号。电子教课课书上都都有,自自己去查查杨素行主主编，模模拟电子子技术基基础简明明教程（第第三版），高高等教育育出版社社假设U的的频率可可以调整整。当信信号的频频率很低低时，对对于串联联支路来来说，有有1/(C1)R1,对于并并联支路路来说，有有1/(C2)R2,因此此电路变变成图（bb）的形形态。这这时，UUf比U超超前某一一角度，这这一角度度小于990。当信号

11、的的频率很很高时，对对于串联联支路来来说，有有1/(C1)R11,对于于并联支支路来说说，有11/(C2)1，已已经知道道当f=f0时，|=1/33，由此此可以求求得振荡荡电路的的起振条条件为|A|3(放大倍倍数A应应略大于于3) 根根据同相相比例运运算电路路输出电电压与输输入电压压之间的的比例系系数为|A|=1+RF/R,为了了达到|A|=1+RRF/R3负反馈支支路的参数应应满足关关系RF22R3.4 振荡电电路中的的负反馈馈根据以上上分析可可知，RRC串并并联网络络振荡电电路中，只要达到|A|3，即可满足正弦波振荡的起振条件。但|A|值又不能太大，否则振荡太强，将超出放大电路的线性区而产

12、生严重的失真。放大电路中引入了较深的电压串联负反馈，它的作用不仅可以提高放大倍数的稳定性，改善振荡电路的输出波形，而且能够进一步提高放大电路的输入电阻，降低输出电阻，从而减小了放大电路对RC串并联网络选频特性的影响，提高了振荡电路的带负载能力。所以，振荡电路的振荡频率即为RC串并联网络的，调节R和C就可以改变振荡频率。改变电阻阻RF或R阻值值的大小小可以调调节负反反馈的深深度。RRF愈小，则则负反馈馈系数FF=R/( RR+ RF)愈大大，负反反馈深度度愈深，放大电路的电压放大倍数愈小；反之，RF愈大，则负反馈系数F愈小，即负反馈深度愈弱，放大电路的电压放大倍数愈大。如果电压放大倍数太大，则可

13、能输出幅度太大，是振荡波形产生明显的非线性失真，应调节RF和R的阻值，使振荡电路产生稳定而失真较小的正弦波信号。四、制作作与调试试4.1电电路的制制作器件准准备，面面包板一一个、各各种型号号的电阻阻、一个个5K的的电位器器、两个个0.11F的电电容、一一个集成成运算放放大器、导线若若干；用导线线将上述述元件连连成3.1中图图（a）的的电路图图；把面包包板接到到稳压电电源接口口上，集集成运算算放大器器的7号号端口接接到电源源的正极极，4号号端口接接到电源源的负极极；调节示示波器，使使其稳定定，将集集成运算算放大器器的6号号端口接接到示波波器上；检查一一下电路路是否正正确。4.2电电路的调调试打开

14、稳稳压电源源和示波波器，观观察波形形状态；若波形形呈一条条直线时时，可能能放大倍倍数太小小 , 增大电电位器RR的阻阻值，提提高电路路的放大大倍数； 若波形形失真时时，可能能放大倍倍数太大大，电路路工作在在非线性性区（|AF|1）,减减小电位位器R的阻阻值，降降低电路路的放大大倍数即即可；若波形形为正弦弦波时，说说明电路路工作在在线性区区，调节节R的阻值值，获得得所需要要频率的的正弦波波；若波形形总是出出现失真真或无波波形，就就要考虑虑电路是是否正确确或元件件的参数数是否满满足要求求。五、参数数计算及及器件选选择5.1 器件的的选择 R1=R2=R=1.55K ，RRF=1.2K ，R=0，5

15、5K ，R=11.8KK ，CC1=C2=C=0.11f ，集成成运算放放大器一一个5.2理理论数据据处理由f0=1/(2RC)得 f00 =11/（221550010(-77)）=10662Hzz 则产生生频率为为10662Hzz的正弦弦波 由电路路放大倍倍数有：Au 33 得RFF 33.6KK， RR 2.44K Auumaxx=1+（1.2+55）/ 1.88 = 4.444理论放放大倍数数为3Au 3 得 RRF 33.588K ，RR 2.337K Auumaxx=1+（1.21+4.998）/ 1.79 = 44.455刚好要出出现波形形时，测测得电位位器R=22.533K ,

16、得Au=1+（11.211+2.53）/ 1.79=3.008；实际放放大倍数数为3.08Au 3时时，电路路才会产产生振荡荡；2、该该放大电电路为同同相电压压串联负负反馈电电路，带带负载能能力强；3、各各器件参参数使用用要恰当，否否则的不不到完整整的正弦弦波；44、最大大正弦波波的频率率为f00=1/（2*pi*RC）。八、参考考文献杨素行行主编，模模拟电子子技术基基础简明明教程（第第三版），高高等教育育出版社社，20006.5（220099重印）赵淑范范、董鹏鹏中主编编，电电子技术术实验与与课程设设计（第第二版），清清华大学学出版社社，20010.2王济浩浩主编，模模拟电子子技术基基础，清清华大学学出版社社，20009.3李效芳芳主编，电电子技术术基础，西西安电子子科技大大学出版版社，220100.8郑家龙龙、陈隆隆道、蔡蔡忠法主主编，集集成电子子技术基基础教程程（第第二版 上册），高高等教育育出版社社 ，220088.6- 18 -