文档介绍：实验四 RC低频振荡器
【实验名称】
RC低频振荡器
【实验目的】
掌握桥式RC正弦波振荡器的电路及其工作原理;
学****RC正弦波振荡器的设计、调试方法;
观察RC参数对振荡频率的影响,学****振荡频率的测定方法。
【预****要点】
复****课件中有关RC振荡器结构与工作原理的内容。
若想改变实验电路的振荡频率,可以通过调整电路中的哪些元件的参数来实现?
【实验仪器设备】
序号
名称
型号
数量
1
模拟电子技术实验箱
EEL-07
1台
2
数字式万用表
VC980+
1块
3
数字存储示波器
TDS1002
1台
【实验原理】
图4-1 RC正弦波振荡器
图4-1为RC桥式正弦波振荡器。RC低频振荡器在一个在没有外接输入信号的条件下,就可以产生正弦波信号的低频放大器。它由基本放大器、选频网络和稳幅环节组成。
其中RC串、并联电路构成正反馈支路,同时兼作选频网络,引入正反馈是为了满足振荡的相位条件,形成振荡。、及二极管等元件构成负反馈和稳幅环节。引入负反馈是为了改善振荡器的性能。调节电位器,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。D1、D2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。的接入是为了削弱二极管非线性的影响,以改善波形失真。
电路的振荡频率为:
起振的幅值条件为:
式中,——二极管正向导通电阻。
调整反馈电阻(调),使电路起振,且波形失真最小。如不能起振,说明负反馈太强,应适当加大,使增大;如果电路起振过度,产生非线性失真,则应适当减小。
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。
RC振荡器的设计步骤:
,选择电路形式;
,选择器件;
,使电路满足指标要求。
【实验内容】
设计一个振荡频率为1600Hz的RC正弦波振荡器。
设计步骤如下:
,选择如图4-1所示电路。
。
   (1)根据振荡器的频率,计算RC的值。
   (2)确定R、C的值
为了使选频网络的特性不受运算放大器输入电阻和输出电阻的影响,应有
其中:(几百kΩ以上)为运算放大器同相端的输入电阻;
(几百Ω以下)为运算放大器的输出电阻。
有了R的值,根据(1)中的RC值,便可求得C的值。
   (3)确定和(在图中)的值,其中为二极管导通时的动态电阻。由振荡的振幅条件可知,要使电路起振,应略大于,通常取,以保证电路能起振和减小波形失真。
另外,为了满足的直流平衡条件,减小运放输入失调电流的影响。由和可求出、的值。
    (4)确定外稳幅电路及其元件值
    稳幅电路由和两个接法相反的二极管D1、D2并联而成,如图4-1所示。
    稳幅二极管D1、D2应选用温度稳定性较高的硅管。而且二极管D1、D2的特性必须一致,以保证输出波形的正负半周对称。
   由于二极管的非线性会引起波形失真,因此,为了减小非线性失真,可在二极管的两端并上一个阻值与相近的电阻。(一般取几千欧)
(5)电位器