RC正弦波振蕩器

RC正弦波振蕩器二、實驗原理三、實驗電路四、實驗內(nèi)容一、實驗?zāi)康奈?、實驗報告要求六、思考題一、實驗?zāi)康?.掌握RC正弦波振蕩器（文氏電橋振蕩器）的組

成及工作原理。1.掌握自激振蕩的概念及條件。3.掌握RC正弦波振蕩器的調(diào)試、測量方法。

1.振蕩器:包括放大電路、反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)（一般選頻網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)合二為一）及穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（由半導(dǎo)體器件的非線性實現(xiàn)）。反饋振蕩器組成框圖二、實驗原理在只有直流電源供電情況下，能將直流電能轉(zhuǎn)換為具有

一定頻率的交流電信號輸出的電子電路或裝置。

2.基本組成：

1）接通電源瞬間的電擾動，包含豐富的頻率分量，選頻網(wǎng)絡(luò)對某一特定的頻率分量f0形成正反饋并輸出較大的正弦電壓。該電壓送到放大器輸入端，進入放大—選頻—反饋的往復(fù)循環(huán)過程，

由于半導(dǎo)體器件的非線性特性及供電電源的限制，最終穩(wěn)定在一定幅值，達到動態(tài)平衡。3.振蕩的建立振蕩建立過程波形起始建立平衡

2）自激振蕩建立的起始階段，是振幅不斷增加的過程，即每一次的反饋信號uf

總大于前一次的輸入信號ui。起振與平衡過程圖振蕩特性反饋特性4.振蕩電路的振蕩條件

3）穩(wěn)定條件振幅穩(wěn)定條件:（放大器自行滿足）相位穩(wěn)定條件:（選頻網(wǎng)絡(luò)自行滿足）1）起振條件：振幅起振條件：相位起振條件：2）平衡條件振幅平衡條件：相位平衡條件：1）振蕩頻率f0及頻率穩(wěn)定度△f/f02）振蕩幅度Vo及幅度穩(wěn)定度△V/Vo3）波形失真5.主要技術(shù)指標(biāo):三、實驗電路如圖，振蕩器由兩級共射極放大器和R、C串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成；

兩級共射極放大器的輸出電壓uo與輸入電壓ui同相，RW、RF構(gòu)成負(fù)反饋支路，調(diào)節(jié)RW可以改變放大倍數(shù)A=uo

/ui

。

R、C網(wǎng)絡(luò)進行正反饋及選頻。放大器若采用單級共射電路。能否產(chǎn)生振蕩？為什么？1）電路結(jié)構(gòu)2）RC串、并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)1四、實驗內(nèi)容1.測量振蕩器的振蕩幅度及幅度穩(wěn)定度接通電源電壓EC（+12V），連接VF

與Vi

兩點，用示波器2通道接振蕩器輸出端。調(diào)節(jié)電位器RW，使振蕩器輸出不失真正弦波形，用示波器多次測量振蕩器的輸出振幅（有效值），計算幅度穩(wěn)定度。

其中：為多次測量值中偏離最大者。幅度穩(wěn)定度：是指時間或溫度、濕度、電源電壓及負(fù)載等因素在一定變化范圍內(nèi)振蕩幅度的相對變化程度。2.用示波器的頻率計測量振蕩器的振蕩頻率及頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度：是指時間或溫度、濕度、電源電壓及負(fù)載等因素在一定變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對變化程度。―絕對頻率穩(wěn)定度（實驗中取為多次測量值中偏離最大者）―額定振蕩頻率（理論值或在規(guī)定環(huán)境下高精度儀器的測量值，實驗中取四、實驗內(nèi)容3.李莎茹圖形法測量為水平線與圖形的交點數(shù)，為垂直線與圖形的交點數(shù)。四、實驗內(nèi)容（1）將示波器設(shè)置為<XY>工作模式；（2）示波器1通道接信號源輸出，2通道接振蕩器輸出；（3）調(diào)節(jié)示波器1、2通道垂直靈敏度V/DIV，使示波器屏幕上圖形適當(dāng)；（4）改變信號源頻率，使示波器屏幕上出現(xiàn)如圖5中任一清晰穩(wěn)定的李沙茹圖形；（5）讀取信號源頻率值，按公式計算振蕩器的振蕩頻率。4.測量RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性曲線（1）將RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的輸出端VF與放大器的輸入端Vi斷開。（2）信號源輸出接放大器輸入Vi

（1Vpp），示波器1通道接放大器輸出VO

端，2通道接RC網(wǎng)絡(luò)輸出VF端。（3）按下表選取不同的信號頻率f，測量VO（不失真）和VF及它們之間的相移（相位差），計算反饋系數(shù)繪制RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性和相頻特性曲線。輸入信號頻率（HZ）

（有效值）（有效值）四、實驗內(nèi)容5.振蕩器的三種工作狀態(tài)（輸出失真、不失真和停振）狀態(tài)1：（1）連接VF與Vi兩點，調(diào)節(jié)RW使振蕩器輸出不失真正弦波形。（2）斷開VF與Vi兩點，從Vi點接入頻率為fo的正弦信號，用示波器測量Vi及Vo（外加信號后Vo不失真），計算放大器的電壓放大倍數(shù)A=

Vo/Vi

和環(huán)路增益FA。狀態(tài)2：

連接VF與Vi兩點，調(diào)節(jié)RW使振蕩器輸出失真波形。重復(fù)（2）。狀態(tài)3：

連接VF與Vi兩點，調(diào)節(jié)RW使振蕩器停振（顯示一條水平線）。重復(fù)（2）。四、實驗內(nèi)容四、實驗內(nèi)容

6.觀察起振與停振過程。（選做）

（1）調(diào)節(jié)示波器水平調(diào)節(jié)旋鈕，使掃描速率T/DIV=100ms（T/DIV參數(shù)值顯示在屏幕頂端靠左位置）。（2）

緩慢調(diào)節(jié)振蕩電路中RW

，可以觀察到瞬間出現(xiàn)的起振與停振過程。五、實驗報告要求1、實驗?zāi)康暮蛯嶒炘砗喗椋綄嶒炿娐穲D及元器件參數(shù)。2、按實驗步驟整理實驗結(jié)果，并與理論分析比較。⑴比較實際測量值與理論值，分析誤差來源。⑵比較實際附近的測量值與理論值，分析誤差來源。⑶三種工作狀態(tài)下測量得出的環(huán)路增益是否符合理論分析中=1、>1和<1？六、思考題1、分析出現(xiàn)三種工作狀態(tài)的原因。直流穩(wěn)壓電源GPD-3303D:

給電路提供直流工作電壓LOCK：鎖定鍵OUTPUT：輸出開關(guān)VOLTAGE：電壓調(diào)節(jié)按下FINE燈亮，微調(diào)CURRENT：電流調(diào)節(jié)

按下FINE燈亮，微調(diào)電源開關(guān)+12VGNDCH1：獨立工作信號源SDG5112:

為電子電路提供測試信號[Waveforms]:波形選擇鍵[Parameter]:參數(shù)設(shè)置鍵，可直接切換到設(shè)置參數(shù)的界面[大旋輪]:微調(diào)幅度、頻率等參數(shù)。數(shù)字鍵盤:用于輸入?yún)?shù)[CH1][CH2]:通道選擇鍵

①按CH1或CH2鍵②按屏幕下方第一個按鍵（輸出狀態(tài)選擇：打開）③按屏幕下方第二個按鍵（負(fù)載選擇：50?）信號源輸出通道選擇：示波器DSO-X2014A：

觀察、測量信號的時域波形、幅值、脈寬等。軟鍵開關(guān)電源開關(guān)USB插口

測量數(shù)據(jù)顯示區(qū)

通道輸入端口

幅度/垂直靈敏度調(diào)節(jié)

多功能旋鈕

自動測量按鈕

手動測量旋鈕

觸發(fā)電平調(diào)節(jié)旋鈕

觸發(fā)源選擇按鈕*存儲按鈕

水平調(diào)節(jié)旋鈕掃描速率顯示區(qū)水平控制菜單水平位移垂直位移

1.按【AutoScale】鍵，自動調(diào)整顯示輸入信號波形。按動“垂直位移”和“水平位移”按鈕，使波形居中，調(diào)節(jié)“Time/Div”旋鈕，使波形適合觀測。按【Trigger】鍵，選擇合適的觸發(fā)源、類型，調(diào)節(jié)“觸發(fā)電平”旋鈕，使波形穩(wěn)定顯示。

數(shù)字示波器使用2.自動測量，按【Meas】鍵，直接顯示測量值；注意若換源測量，需“清除測量值”，再按【Meas】鍵進行測量。3.手動測量，按【Cursors】鍵，調(diào)出測量光標(biāo)線，旋轉(zhuǎn)并按下“光標(biāo)”