频率可调文氏电桥振荡器电路

文氏桥电路产生正弦波,方波要点

电子线路课程设计 院部： 专业： 姓名： 学号： 指导教师： 完成时间：

电子线路课程设计任务书姓名班级指导老师

目录 目录 (1) 第1章引言 (1) 第2章基本原理 (2) 2.1基本文氏振荡器 (2) 2.2振荡条件 (2) 第3章参数设计及运算 (4) 3.1结构设计 (4) 3.2参数计算 (5) 第4章仿真效果与实物 (8) 心得体会 (9) 参考文献 (9)

第1章引言 无论是从数学意义上还是从实际的意义上，正弦波都是最基本的波形之一——在数学上，任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲，它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。在运算放大电路中，最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。

第2章 基本原理 2.1 基本文氏振荡器 基本文氏电桥反馈型振荡电路如图1所示，它由放大器即运算放大器与具有频率选择性的反馈网络构成，施加正反馈就产生振荡。运算放大器施加负反馈就为放大电路的工作方式，施加正反馈就为振荡电路的工作方式。图中电路既应用了经由R 3和R 4的负反馈，也应用了经由串并联RC 网络的正反馈。电路的特性行为取决于是正反馈还是负反馈占优势。 图2-1 将这个电路看作一个同相放大器，它对V p 进行放大，其放大倍数为 o 3p 4 V R A 1V R = =+ 在这里为了简化我们假设运算放大器是理想的。令，R 1=R 2=R,C 1=C 2=C 。反过来，V p 是由运算放大器本身通过两个RC 网络产生的，其值为V P =[Z P /(Z P +Z 1)]V o 。式中Z p =R ∥﹙1/j2πfC ﹚， Z 1/2s R j fC π=+。展开后可以得到 ()()o p 00V 1V 3//B jf j f f f f = = +- 上式中 01/2f fC π=。信号经过整个环路的总增益是()T jf AB =或者表示为

1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作

目录 摘要 (2) 1．系统基本方案 (2) 1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (2) 1.2. 运算放大器的选择 (3) 1.3最终的方案选择 (3) 2.正弦波发生器的工作原理 (3) 2.1正弦波振荡电路的组成 (3) 2.1.1 RC选频网络 (3) 2.1.2放大电路 (6) 2.1.3正反馈网络 (6) 2.2产生正弦波振荡的条件 (6) 2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (7) 3．系统仿真 (7) 4．结论 (8) 参考文献： (11) 附录 (13)

1KHZ 桥式正弦波震荡器电路的设计与制作 摘要 本设计的主要电路采用文氏电桥振荡电路。如图1-1文氏桥振荡电路由放大电路和选频网络两部分组成,施加正反馈就产生振荡，振荡频率由RC 网络的频 率特性决定。它的起振条件为： ，振荡频率为： 。运算放大 器选用LM741CN,采用非线性元件（如温度系数为负的热敏电阻或JFET ）来自动调节反馈的强弱以维持输出电压的恒定，进而达到自动稳幅的目的，这样便可以保证输出幅度为2Vp-p ；而频率范围的确定是根据式RC f π21 0= 以及题目给出的频 率范围来确定电阻R 或电容C 的值，进而使其满足题目的要求。 关键词：文氏电桥、振荡频率、LM741CN 1．系统基本方案 1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 本设计选用文氏电桥振荡电路。

图1 RC 桥式振荡电路 这种电路的特点是：它由放大器即运算放大器与具有频率选择性的反馈网络构成，施加正反馈就产生振荡。振荡频率由RC 网络的频率特性决定。它的起振条件为： 12R R f > 。它的振荡频率为：RC f π21 0= 。 1.2. 运算放大器的选择 考虑到综合性能和题目要求的关系这里我们选用LM741CN 作为运算放大。 1.3最终的方案选择 文氏电桥振荡电路适用的频率范围为几赫兹到几千赫兹，可调范围宽，电路简单易调整，同时波形失真系数为千分之几。很适合我们题目的要求。故采用文氏电桥振荡电路. RC 文氏电桥振荡电路是以RC 选频网络为负载的振荡器. 这个电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。放大电路由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。而选频网络则由Z1、Z2组成，同时兼做正反馈网络。 2正弦波发生器的工作原理 2.1正弦波振荡电路的组成 放大电路 选频网络 正反馈网络 2.1.1 RC 选频网络

稳幅文氏电桥正弦波发生器说课讲解

* 课程设计报告 题目：文氏电桥正弦波振荡 学生姓名：** 学生学号：*** 系别：电气信息工程学院专业：通信工程 届别：2014届 指导教师：** 电气信息工程学院制 2013年5月

文氏电桥正弦波振荡 学生：** 指导教师：** 电气信息工程学院通信工程专业 1 课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 1. 培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。 2. 学习较复杂的电子系统设计的一般方法，提高基于模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。 3. 进行基本技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 1.2 课程设计的要求 （1）熟悉multisim的使用方法，掌握文氏电桥正弦波振荡原理，以此为基础在软件中画出电路图。 （2）绘制出文氏电桥正弦波振荡的波形，观察其波形，通过对分析结果来加强对其原理的理解。 （3）在老师的指导下，独立完成课程设计的全部内容，并按要求编写课程设计论文，文中能正确阐述和分析设计和实验结果。 1.3 课程设计的研究基础（设计所用的基础理论） 以文氏电桥正弦波振荡电路仿真为例,分析了基本及稳幅文氏电桥正弦波发生器的特点,并采用Multisim 10软件对文氏电桥正弦波发生器进行了仿真,仿真结果与理论分析结果一致。软件仿真在课堂教学、电路设计、及实验教学中的应用,使得课堂教学信息量饱满,设计、实验变得轻松,使教学的效果得到提升,在教学领域具有重要的推广、应用价值。 在自控、测量、无线电通讯、测量等技术领域中,需用到波形发生器,较常用的是正弦波振荡器和多谐振荡器两大类。采用Multisim10仿真软件对正弦波振荡器进行仿真,该软件是NI 公司下属的Electronics WorkbenchGroup 发布的交

文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路的设计与测试 电子工程学院 一、实验目的 1.掌握文氏桥振荡电路的设计原理 2.掌握文氏桥振荡电路性能的测试方法 二、实验预习与思考 1.复习应用集成运放实现文氏振荡桥电路的原理 2.设计文氏桥振荡电路，实现正弦信号的产生，并设计实验报告，记录实验数据。 3.文氏桥振荡电路中，D 1、D 2是如何稳定幅的？ 三、实验原理 如图1所示，RC 文氏桥振荡电路其中RC 串，并联电路构成真反馈支路，并起选频作用，R 1、R 2、R W 及二极管等原件构成负反馈和稳幅环节。调节R W 可改变负反馈深度，以满足振荡的振幅条件与改变波形。利用两个反向的并联二极管D 1、D 2要求特性匹配，以确保输出波形正，负半周期对称。R 3的接入是为了消弱二极管死区的影响，改善波形失真。 电路的振荡频率：01 2f RC π= 图1 文氏桥振荡电路 起振的幅值条件：1 13f f R A R =+ ≥

调整R W，使得电路起振，且失真最小。改变选频网络的参数C或R，即可调节振荡频率。 四、实验内容 1.文氏桥振荡器的实现 根据元件，应用集成运放设计并搭建实现文氏桥振荡电路，调节电路中参数使得电路输出从无到有，从正弦波到失真。定量地绘出正弦波的波形，记录起振时的电路参数，分析负反馈强弱规律对起振条件及输出波形的影响。并记录出最大不失真输出时的振幅。 1.当Rw=550Ω时电路开始拥有输出波形； 2.当增加Rw的值时，振幅逐渐增加；且当Rw=750Ω时，输出波形开始出现失真，此时的正弦波振幅为8.569，周期为约2.188ms

3.当继续增加Rw的值时，失真将加剧，如下两图所示： 此时Rw=10kΩ

文氏电桥正弦波发生器

目录 第1章摘要 (2) 第2章引言 (2) 第3章基本原理 (2) 3.1 基本文氏振荡器 (2) 3.2 振荡条件 (4) 第4章参数设计及运算 (5) 4.1 结构设计 (6) 4.2 参数计算 (7) 第5章结论 (9) 心得体会 (11) 参考文献 (11)

第1章摘要 本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。经测试，该发生器能产生频率为100-1000Hz的正弦波，且能在较小的误差范围内将振幅限制在2.5V以内。 第2章引言 无论是从数学意义上还是从实际的意义上，正弦波都是最基本的波形之一——在数学上，任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲，它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。在运算放大电路中，最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。 第3章基本原理 3.1 基本文氏振荡器 基本文氏电桥反馈型振荡电路如图1所示，它由放大器即运算放大器与具有频率选择性的反馈网络构成，施加正反馈就产生振荡。运算放大器施加负反馈就为放大电路的工作方式，施加正反馈就为振荡电路的工作方式。图 中电路既应用了经由R 3和R 4 的负反馈，也应用了经由串并联RC网络的正反馈。 电路的特性行为取决于是正反馈还是负反馈占优势。

图1 将这个电路看作一个同相放大器，它对V p 进行放大，其放大倍数为 o 3p 4 V R A 1V R = =+ 在这里为了简化我们假设运算放大器是理想的。令，R 1=R 2=R,C 1=C 2=C 。反过来， V p 是由运算放大器本身通过两个RC 网络产生的，其值为V P =[Z P /(Z P +Z 1)]V o 。式中Z p =R ∥﹙1/j2πfC ﹚，Z 1/2s R j fC π=+。展开后可以得到 ()()o p 00V 1V 3//B jf j f f f f = = +- 上式中01/2f fC π=。信号经过整个环路的总增益是()T jf AB =或者表示为 ()()34 001/3//R R T jf j f f f f += +- 这是一个带通函数，因为它在高频和低频处均趋于零。它的峰值出现在0f f =处，其值为 ()34 1/3R R T jf += ()T jf 为实数表明了一个频率为 0f 的信号经过环回路一周后，其净相移为零。 根据()T jf 的大小，可有三种不同的可能性：

文氏桥振荡电路

文氏桥振荡电路 一、问题背景 将RC串并联选频网络和放大器结合起来即可构成RC振荡电路，放大器件可采用集成运算放大器。 RC串并联选频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端 之间，构成正反馈，接在运算放大器的输出端和反相输入端之间的电阻，构成负反馈。正反馈电路和负反馈电路构成一文氏电桥电桥。 文氏电桥振荡器的优点是：不仅振荡较稳定，波形良好，而且振荡频率在较宽的范围内能方便地连续调节。 二、问题简介 由文桥选频电路和同相比例器组成的正弦波发生器如图1 所示。（1）若取R1=15kΩ，试分析该振荡电路的起振条件（R f的取值）；（2）仿真观察R f取不同值时，运放同相输入端和输出端的电压波形； 图1 由文桥选频电路和放大器组成正弦波发生器的电路原理图

（3）若在反馈回路中加入由二极管构成的非线性环节（如图2所示），仿真观察R2取不同值时，运放同相输入端和输出端的电压波形。也可同时改变R f和R2的值。 图2 加入非线性环节的正弦波发生器的电路原理图 三、理论分析 （1）由图一的电路可以看出，电路在回路网络中加入了文氏选频网络，下面对文氏选频网络进行理论上的分析，从电路总提取文氏电路如图三所示。 图3 文氏选频网络

图中o U 是运放的输出量，f U 是反馈量。为了能够使电路振荡起 来，就必须通过选定参数即确定频率，使得在某一频率下o U 和 f U 同 相。 那么，当信号频率很低时，有 1R C ω>> 故将会有f U 的相位超前o U 的相位，当频率接近0时，相位超前接近于 90度。相反地，当信号频率很高以至于趋于无穷大时，可以得出 f U 的 相位滞后o U 的相位几乎-90度。 所以，在信号频率由0到无穷大的变化过程中，必然有某一个频率，使得输出量与反馈量同相，从而形成正反馈。下面就具体来求解此振荡频率。 由反馈系数 1//11//f o R U j C F U R R j C j C ωωω==++ 整理可得 1 13()F j CR CR ωω=+- 若电路的信号频率为f ，令特征频率 01 2f RC π= 代入F 的表达式，可以得到 001 3()F f f j f f =+-。

文氏电桥正弦波振荡电路

文氏电桥正弦波振荡电路(2007-05-22 09:33:33) (这是一个很基本也很简单的电路，但很多细节的东西还值得去仔细研究，那次小组会面对老师的提问我没能讲清楚，没有被批评的够惨，但我的确认识到了自己的不足，下来后我好好把这个电路研究了一下，总结出了这些知识。希望所有的同行在做一个项目的时候，不能为了完成任务而去做，有的东西有必要把细节的东西好好研究一下，多问几个为什么，这样才能真正的学到东西，积累经验，在掌握好基础知识的基础上再研究新问题，那才是真正意义上的科研。可能下面的总结会有遗漏之处，欢迎大家提出问题，共同学习。) 文氏电桥正弦波振荡电路 （2007.4.27总结） 一、振荡原理 如上图所示，信号Xi经过一个放大环节A放大后得到放大信号Xo=A*Xi。 如果在上图中加一个反馈环节，如下图所示： Xo经过反馈环节F后得到反馈信号Xf=A*F*Xi。当反馈信号Xf与输入信号Xi幅值和相位都相同时，即以Xf作为输入Xi，则可以在输出端维持原有的信号Xo，也就是自激。所以，要使得上图中的系统平衡，则应有A*F=1。 即|A*F|=1（幅度平衡条件） 且Ψa+Ψf=2*n*PI （n为整数）Ψa和Ψf分别为A、F的幅角，此式说明反馈环节F 是一个正反馈。

A*F=1是振荡平衡的条件，也就是可维持等幅振荡输出；如果A*F<1，则电路的振荡输出将越来越小，直到停止振荡；如果A*F>1,振荡电路的输出将越来越大，直到电路中器件达到饱和或者截止。所以电路维持等幅振荡的唯一条件是A*F=1。 二、振荡的建立和稳定 前面讨论的自激振荡条件，是假设先给振荡电路的放大环节有一个外加的输入信号。但实际振荡电路一般不会外加激励信号。 对于一个正弦波振荡器来说，有一个选频网络，所以振荡电路只可能在某一个频率f0下满足相位平衡的条件（在后面的内容中将会对此做详细的叙述）。放大电路中存在噪声或干扰（例如接通直流电源时电路中就会产生电压或者电流的瞬变过程），它的频谱范围很广，必然包括振荡频率的分量。这些噪声和干扰经过选频网络选频后，只有f0这一频率分量满足相位平衡条件，只要此时A*F>1则可以增幅振荡，将此信号放大，建立起振荡。而除了 f0之外的其他频率的分量则衰减。 所以电路起振的条件为A*F>1且Ψa+Ψf=2*n*PI（n为整数）。除了要求电路的相位满足条件之外还要满足|A*F|>1。 从A*F>1到A*F=1：接通电源后，频率为f0的分量将逐渐增大，当幅值达到一定程度后，放大环节的非线性期间就会接近甚至进入非线性工作区（饱和区或者截止区），这时候放大增益A将逐渐下降，输出波形产生失真，所以经过选频网络后其输入也将随之下降。形成失真振荡。所以为了避免失真振荡，应尽量避免放大器件进入非线性工作区。解决办法是在放大器件在没有进入非线性工作期前加稳幅环节，使A*F从大于1逐渐减小到1，从而达到稳幅振荡的目的。 三、文氏电桥振荡电路

RC文氏电桥振荡电路知识分享

R C文氏电桥振荡电路

RC文氏电桥振荡器的电路如图1所示，RC串并联网络是正反馈网络，由运算放大器、R3和R4负反馈网络构成放大电路。 C1R1和C2R2支路是正反馈网络，R3R4支路是负反馈网络。C1R1、C2R2、R3、R4正好构成一个桥路，称为文氏桥。 图1 RC文氏电桥振荡器 RC串并联选频网络的选频特性 RC串并联网络的电路如图2所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。 图2 RC串并联网络 RC串并联网络的传递函数为

式（1） 当输入端的电压和电流同相时，电路产生谐振，也就是式（1）是实数，虚部为0。令式（1）的虚部为0，即可求出谐振频率。 谐振频率 对于文氏RC振荡电路，一般都取R=R1 = R2，C=C1 = C2时，于是谐振角频率: 频率特性幅频特性 相频特性 文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。

(a) 幅频特性曲线 (b) 相频特性曲线 图3 RC串并联网络的频率响应特性曲线 反馈系数当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数 当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数 此时反馈系数 与频率f0的大小无关，此时的相角 jF=0°。文氏RC振荡电路可以通过双连电位器或双连电容器来调节振荡电路的频率，即保证R=R1 = R2，C=C1 = C2始终同步跟踪变化，于是改变文氏桥RC振荡电路的频率时，不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。 根据振荡条件丨AF丨＞1，在谐振时，放大电路的电压增益应该Au=3。由图1可知，RC串并联网络的反馈信号加在运算放大器的同相输入端，运算放大器的电压增益由R3和R4确定，是电压串联负反馈，于是应有 振荡的建立和幅度的稳定 振荡的建立 所谓振荡的建立，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡输出。由于电路中存在噪声，噪声的频谱分布很广，其中也包括f0及其附近一些频率成分。由于噪声的随机性，有时正有时负，有时大一些有时小一些。为了保证这种微弱的信号，经过放大通过正反馈的选频网络，使输出幅度愈来愈大，振荡电路在起振时应有比振荡稳定时更大一些的电压增益，即丨AF丨＞1，所以Au f＞3，丨AF丨＞1称为起振条件。 通过热敏元件稳定输出幅度 加入R3、R4支路，电路是串联电压负反馈，其放大倍数

文氏电桥正弦波振荡电路

文氏电桥正弦波振荡电路 （2007.4.27总结） 一、振荡原理 如上图所示，信号Xi经过一个放大环节A放大后得到放大信号Xo=A*Xi。 如果在上图中加一个反馈环节，如下图所示： Xo经过反馈环节F后得到反馈信号Xf=A*F*Xi。当反馈信号Xf与输入信号Xi幅值和相位都相同时，即以Xf作为输入Xi，则可以在输出端维持原有的信号Xo，也就是自激。所以，要使得上图中的系统平衡，则应有A*F=1。 即|A*F|=1（幅度平衡条件） 且Ψa+Ψf=2*n*PI（n为整数）Ψa和Ψf分别为A、F的幅角，此式说明反馈环节F是一个正反馈。 A*F=1是振荡平衡的条件，也就是可维持等幅振荡输出；如果A*F<1，则电路的振荡输出将越来越小，直到停止振荡；如果A*F>1,振荡电路的输出将越来越大，直到电路中器件达到饱和或者截止。所以电路维持等幅振荡的唯一条件是A*F=1。 二、振荡的建立和稳定 前面讨论的自激振荡条件，是假设先给振荡电路的放大环节有一个外加的输入信号。但实际振荡电路一般不会外加激励信号。

对于一个正弦波振荡器来说，有一个选频网络，所以振荡电路只可能在某一个频率f0下满足相位平衡的条件（在后面的内容中将会对此做详细的叙述）。放大电路中存在噪声或干扰（例如接通直流电源时电路中就会产生电压或者电流的瞬变过程），它的频谱范围很广，必然包括振荡频率的分量。这些噪声和干扰经过选频网络选频后，只有f0这一频率分量满足相位平衡条件，只要此时A*F>1则可以增幅振荡，将此信号放大，建立起振荡。而除了f0之外的其他频率的分量则衰减。 所以电路起振的条件为A*F>1且Ψa+Ψf=2*n*PI（n为整数）。除了要求电路的相位满足条件之外还要满足|A*F|>1。 从A*F>1到A*F=1：接通电源后，频率为f0的分量将逐渐增大，当幅值达到一定程度后，放大环节的非线性期间就会接近甚至进入非线性工作区（饱和区或者截止区），这时候放大增益A将逐渐下降，输出波形产生失真，所以经过选频网络后其输入也将随之下降。形成失真振荡。所以为了避免失真振荡，应尽量避免放大器件进入非线性工作区。解决办法是在放大器件在没有进入非线性工作期前加稳幅环节，使A*F从大于1逐渐减小到1，从而达到稳幅振荡的目的。 三、文氏电桥振荡电路 1.选频网络

集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器

厦门大学电子线路实验报告 实验名称：实验十一、集成运算放大器组成的RC文氏电桥振荡器系别： 班号： 学生学号： 学生姓名： 实验时间：2014年 9 月 25 日 报告完成时间：2014年 9 月 27日 指导教师意见：

实验十一 集成运算放大器组成的RC 文氏电桥振荡器 一、 实验目的 1、 掌握产生自激振荡的振幅平衡条件和相位平衡条件； 2、 了解文氏电桥振荡器的工作康及起振条件和稳幅原理。 二、 实验仪器 1、 示波器 1台 2、 函数信号发生器 1台 3、 直流稳压电源 1台 4、 数字万用表 1台 5、 多功能电路实验箱 1台 6、 交流毫伏表 1台 三、 实验原理 1、 产生自激的条件：一般振荡器由放大器和正反馈网络组成。振荡器产生自激必须满足两个 基本条件： （1） 振荡平衡条件：反馈信号的振幅应该等于输入信号的振幅，即： VF=Vi ； （2） 相位平衡条件：反馈信号与输入信号应同相位，相位差应为： ψ=Ψa+ψf =±2n π（n=0、1、2……） 2、 RC 串-并联网络的选频特性： RC 串-并联网络如图1（a ）所示，电压传输系数为： 2 1122 ()121211(1)(21) 11222112 R j R C F R R C R j C R j C j R C R C C R ωωωωω++==+++++-+ 当R1=R2=R ，C1=C2=C 时，上式为： 1 ()1 3() F j RC RC ωω+= +- 若令上式虚部为零，即得到谐振频率fo 为：1 2fo RC π= 当f=fo 时，传输系数最大且相移为0，即：Fmax=1/3，?f=0。 传输系数F 的幅频特性如图2（b ）（c ）所示。为满足振幅平衡条件，要求放大器|A|=3，为满足相位平衡条件，要求放大器为同相放大。

文氏电桥振荡电路仿真实验报告

模拟电子技术课程 文氏电桥振荡器电路仿真实验报告 学号：515021910574 姓名：梁奥 一、 本仿真实验的目的 1.理解RC桥式正弦波震荡电路的原理和功能。 2.能够调节反馈电阻使电路产生正弦波振荡。 3.能够选择适当的RC参数选出特定频率。 4.能够选择适当的稳幅网络，实现稳幅功能，且失真较小。 二、 仿真电路 图2.1 注：集成运放使用LM324,其电源电压为±15V，图中Multisim默认为电源端4、11已接电源。XSC1示波器观察输出电压。

三、 仿真内容 （1）设计电路参数使 f0=500Hz。 （2）计算RC串并联选频网络的频响特性。 （3）使用二极管稳幅电路，使输出振荡波形稳幅，且波形失真较小。 四、 仿真结果 选择RF1=1kΩ,RF2=1.8kΩ,电路产生正弦波，起振过程如图4.1。由于二极管存在动态电阻，因此RF2与RF1的比值小于2。 图4.1 (1)由选频网络特性可知： f = 1 2πRC 因此，选择电阻R=31.8kΩ,电容C=0.01μF,经计算可得 f0理论值为500.7Hz。 实验结果为： f = 1 T =498.0Hz。

图4.2 （2）已知RC 串并联网络的幅频特性为： F i 相频特性为： ?F =?arctan 13f f 0?f 0f ????? ? 当 f =f 0时， F i =13, U f i =13U 0i , ?F =00 如图4.3所示

图4.3 通过一个电路图测试RC串并联电路的频率响应： 图4.4 输入为1kHz，1V的正弦信号，由XBP1可以看出：

文氏桥振荡电路(multisim仿真)

高频电子线路课程设计 题目： 院（系、部）： 学生姓名： 指导教师： 年月日 河北科技师范学院教务处制

摘要 无论是从数学意义上还是从实际的意义上，正弦波都是最基本的波形之一——在数学上，任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实际意义上来讲，它作为测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。在运算放大电路中，最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。 本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。文氏桥振荡电路由两部分组成：即放大电路和选频网络。由集成运放组成的电压串联负反馈放大电路，取其输入电阻高、输出电阻低的特点。经测试，该发生器能产生频率为100-1000Hz的正弦波，且能在较小的误差范围内将振幅限制在2.5V以内。 关键词：正弦波；振荡器；文氏电桥

目录 摘要.................................................... 错误！未定义书签。1设计任务及要求. (9) 1.1.................................................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 ***............................................................................................ 错误！未定义书签。 2 方案论证 (10) 3 单元电路设计 (11) 4 电路原理图及PCB版图 (11) 5 总结................................................... 错误！未定义书签。附录及参考文献........................................... 错误！未定义书签。

RC文氏电桥振荡器

RC 文氏电桥振荡器 一、实验目的 1、 学习RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件。 2、 学会测量、测试振荡器。 二、实验原理 下图是运用放大器组成的文氏电桥RC 正弦波振荡电路，图中3R 、4R 构成负反馈支路，1R 、2R 、1C 、2C 串联选聘网络构成正反馈支路并兼做选频网络，二极管构成稳幅电路。调节电位器p R 可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。二极管1D 、2D 要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出波形正负半周对称，同时接入4R 以消除二极管的非线性影响。 图一正弦波振荡电路 三、实验内容 1、 按照图一电路图连接好电路。 2、 启动仿真按钮，用示波器观测有无正弦波输出。如无输出，可调节p R 使O V 从无到有直至不失真。绘出O V 的波形，并记录临界起振、正弦波输

出及出现失真情况下的p R 值。记录结果。 3、 调节电位器p R 使输出波形幅值最大且不失真，分别测量出输出电压 O V ，记录结果，分析振荡的幅值条件。 4、 断开二极管，重复步骤3，将结果与步骤3进行比较。 5、 观察1R =2R =10k Ω，12=C C =0.01μF 和1R =2R =10k Ω,12=C C =0.02μF 两种情况下，分别测量O V 的幅值、反馈电压f V 和频率。 四、实验数据及相应图 1、 调节p R ，输出波形从无到有直至不失真。测试数据下 图2 起振波形

图3 振幅最大不失真 图4 临界失真

2、断开二极管，在上述三种相同情况下，对输出波形的影响。 图5 断开二极管，起振波形 图6 断开二极管，振幅最大不失真波形 图7 断开二极管，临界失真波形

西工大 模电实验报告 RC文氏电桥振荡器

2.8RC文氏电桥振荡器 一、实验目的 (1)学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件。 (2)学会测量、调试振荡器。 二、实验原理 文氏电桥振荡器是一种较好的正弦波产生电路，适用于产生频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。 因为没有输入信号，为了产生正弦波，必须在电路里加入正反馈。 下图是用运算放大器组成的电路，图中R3,R4构成负反馈支路，R1，R2，C1，C2的串并联选频网络构成正反馈支路并兼作选频网络，二极管构成稳幅电路。 调节电位器R p可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。二 极管D1，D2要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出波形正负半周对称，同时接入R4以消除二极管的非线性影响。 若R1=R2，C1=C2，则振荡频率为f0=1/2πRC，正反馈的电压与输出电压同

相位，且正反馈系数为1/3。为满足电路的起振条件放大器的电压放大倍数A V> 3，其中A V = 1+R5/ =R p+R4。由此可得出当R5>2R3时，可满足电路的自激振荡的振幅起振条件。在实际应用中R5应略大于R3，这样既可以满足起振条件，又不会因其过大而引起波形严重失真。 此外，为了输出单一的正弦波，还必须进行选频。由于振荡频率为f0=1/2πRC，故在电路中可变换电容来进行振荡频率的粗调，可用电位器代替R1，R2来进行频率的细调。 电路起振后，由于元件参数的不稳定性，如果电路增益增大，输出幅度将越来越大，最后由于二极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果增益不足，则输出幅度减小，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。图中两个二极管主要是利用二极管的正向电阻随所加电压而改变的特性，来自动调节负反馈深度。 三、实验内容 （一）计算机仿真部分 （1）按实验电路图连接好仿真电路。

RC文氏电桥振荡电路

RC文氏电桥振荡器的电路如图1所示，RC串并联网络是正反馈网络，由运算放大器、R3和R4负反馈网络构成放大电路。 C1R1和C2R2支路是正反馈网络，R3R4支路是负反馈网络。C1R1、C2R2、R3、R4正好构成一个桥路，称为文氏桥。 图1 RC文氏电桥振荡器 RC串并联选频网络的选频特性 RC串并联网络的电路如图2所示。RC串联臂的阻抗用Z1表示，RC并联臂的阻抗用Z2表示。 图2 RC串并联网络 RC串并联网络的传递函数为 式（1） 当输入端的电压和电流同相时，电路产生谐振，也就是式（1）是实数，虚部为0。令式（1）

的虚部为0，即可求出谐振频率。 谐振频率 对于文氏RC振荡电路，一般都取R=R1 = R2，C=C1 = C2时，于是谐振角频率: 频率特性幅频特性 相频特性 文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。 (a) 幅频特性曲线 (b) 相频特性曲线 图3 RC串并联网络的频率响应特性曲线 反馈系数当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数 当满足R=R1 = R2，C=C1 = C2条件，且当f=f0时的反馈系数 此时反馈系数 与频率f0的大小无关，此时的相角 jF=0°。文氏RC振荡电路可以通过双连电位器或双连

电容器来调节振荡电路的频率，即保证R=R1 = R2，C=C1 = C2始终同步跟踪变化，于是改变文氏桥RC振荡电路的频率时，不会影响反馈系数和相角，在调节频率的过程中，不会停振，也不会使输出幅度改变。 根据振荡条件丨AF丨＞1，在谐振时，放大电路的电压增益应该Au=3。由图1可知，RC串并联网络的反馈信号加在运算放大器的同相输入端，运算放大器的电压增益由R3和R4确定，是电压串联负反馈，于是应有 振荡的建立和幅度的稳定 振荡的建立 所谓振荡的建立，就是要使电路自激，从而产生持续的振荡输出。由于电路中存在噪声，噪声的频谱分布很广，其中也包括f0及其附近一些频率成分。由于噪声的随机性，有时正有时负，有时大一些有时小一些。为了保证这种微弱的信号，经过放大通过正反馈的选频网络，使输出幅度愈来愈大，振荡电路在起振时应有比振荡稳定时更大一些的电压增益，即丨AF 丨＞1，所以Au f＞3，丨AF丨＞1称为起振条件。 通过热敏元件稳定输出幅度 加入R3、R4支路，电路是串联电压负反馈，其放大倍数 。若Au f始终大于3，振荡电路的输出会不断加大，最后受电路中非线性元件的限制，使振荡幅度不再增加，但振荡电路的输出会产生失真。所以应该在起振时使Au f＞3，而当振起来以后，应使Au f=3。解决这个问题必须要自动地改变运算放大器的增益，起振时，增益大于3，起振后增益稳定在3。决定运算放大器增益的是R3和R4，例如我们通过图4电路中的R4来调节增益。R4是具有正温度系数的热敏电阻，起振前其阻值较小，使Au f＞3。当起振后，流过R4的电流加大，R4的温度升高阻值加大，负反馈增强以控制输出幅度，达到振荡稳定状态时, 。若热敏电阻是负温度系数，应放置在R3的位置。 图4 用热敏电阻保证电路起振

RC文氏桥振荡电路

图2 文氏选频网络 R2 3.98k C2 100n R1 3.98k C1 100n + -+ - f U ? o U ? R C >>ω1 90RC 文氏桥振荡电路 一、文氏桥振荡电路简介 如图所示，将RC 串并联选频网络和集成运放 TL082结合起来即可构成RC 振荡电路。RC 串并联选 频网络接在运算放大器的输出端和同相输入端之间， 构成正反馈，接在运算放大器的输出端和反相输入端 之间的电阻，构成电压串联负反馈。正反馈电路和负 反馈电路构成了文氏电桥电桥。 文氏电桥振荡器的优点是：不仅振荡较稳定，波 形良好，带负载能力强，而且振荡频率在较宽的范围 内能方便地连续调节，输出电压失真也比较小。 二、理论分析与计算 1、文氏选频网络（RC 串并联网络） 由图1的电路可以看出，电路在回路网络中加入了文氏选频网络，下面对文氏选频网络进行理论上的分析，从电路总提取文氏电路如图2所示。 f U ? 是运放的反馈量， 是输出量。为了保证振荡的产生，就必须满足f U ? 与 同相位。因为R1=R2=R ，C1=C2=C ，当频率比较低的情况下，就有 此时f U ? 的相位会超前于 ，当ω趋近于零时，其相位超前接近于 。同理，相反地，当ω趋近于无穷大时，此时f U ?的相位会滞后于 接近 90-。 所以在在信号频率由零到无穷大的变化过程中，必然有某一个频率，使得输出量与反馈量同相，从而形成正反馈。下面进行定量分析。 o U ? o U ? o U ? o U ? Rf 5.1k 9.1k 2.7k 1N4004 R2 3.98k C2 100n R1 3.98k C1 100n J2J1 - ++U2 TL0822 43 81 1N4004o U 图1 文氏桥振荡电路 R3 R4 产生400Hz 的稳定信号

文氏桥振荡器实验报告

内蒙古师范大学计算机与信息工程学院《电子工艺实训》课程设计报告

文氏桥振荡器的焊接与测试的实验报告计算机与信息工程学院2012级12班hjgh 3455456 指导教师张鹏举教授 摘要根据元件包中所提供元件，应用集成运放设计并搭建实现文氏桥振荡电路，调解电路中参数使得电路输出从有到无，从正弦波到失真。定量的绘出正弦波的波形，记录起振时的电路参数，分析负反馈强弱对起振条件及输出波形的影响。并记录出最大不失真输出时的振幅。 关键词文氏桥振荡器；振荡频率；正玄波 1 设计任务及主要技术指标和要求 (1) 进一步掌握焊接技术。 (2) 掌握文氏桥振荡器的组成及工作原理。 (3) 掌握文氏桥振荡器的调整方法和自动稳幅系统的作用。 2 引言 在所有低频振荡电路中，文氏桥是最简单的一种，其工作状况几乎不受外部环境变化的影响，很少发生背离设计初衷的情况。即使采用非常普通的标准器件，也能输出非常标准的正弦波，受运算放大器的限制也很小。尽管如此，对文氏桥的理解也不能过于简单，由于设计过于理想化或简单

化会导致其性能或结果偏离设计要求。 3工作原理 文氏电桥振荡电路又称RC串并联网络正弦波振荡电路，它是一种较好的正弦波产生电路，适用于频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈风络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡电路通常是得不到正弦波的，这是由于正反馈时不量是很难控制，帮还需要加入一些其他电路。下图即为运算器组成的文氏电桥RC正弦波振荡电路（图1）。 图1 RC文氏桥振荡器 4 电路组成部分 为了产生正弦波，必须在放大电路里加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器一般得不到正弦波，这是由于很难控制正反馈的量。 如果正反馈量大，则增幅，输出幅度越来越大，最后由三极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果正反馈量不足，则减幅，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。 为了获得单一频率的正弦波输出，应该有选频网络，选频网络往往和正反馈网络或放大电路合而为一。选频网络由R、C和L、C等电抗性元件组成。正弦波振荡器的名称一般由选频网络来命名。正弦波发生电路的组

RC文氏电桥振荡条件的分析

２００２年第１６卷专刊测试技术学报Ｖ０１．１６Ｍｏｎｏ２００２ＪｏＵＲＮＡＬＯＦＴＥＳＴＡＮＤＭＥＡＳＵＲＥＭＥＮＴＴＥＣＨＮｏＬｏＧＹ ＲＣ文氏电桥振荡条件的分析 钟德荣 （南京理Ｔ人学电光学院，２１００９４） 摘要Ｒｃ义氏电桥振荡器广泛用于需要信号源的仪器设备中。简介＇广文氏电桥振荡器的工作 原理，说【！ｆ：｛ｒ“复数阻抗法”分析振荡器特性的优缺点。建立ｒ文氏电桥的闭环传递电路模型， 运用拉氏变换对电桥电路的传递函数进行了理论推导，讨论及仿真＿：＿厂Ｒｃ文氏电桥振荡电路的工 作及应用条件。 关键词Ｒｃ文氏电桥振荡器传递函数负反馈放火器 文氏电桥振荡器是一种比较常用的ＲＣ振荡电路。它在电子测鼙仪表仪器中作为振荡源得剑了Ｊ一泛的应用。文氏电桥电路的分析通常采用“复数阻抗法”，它是根据振荡器同路的幅频特性及相频特性，认为电路存在着某一频率的正弦振荡，然后求出对应这个振荡的相位条件和幅度条件。而本文从另～角度出发，运用拉氏变换对电桥电路的闭环传递函数分析，并根据放大器的增益与电路传递函数进行分析，说明文氏振荡器所处的儿种情形，且可得到放人器电压增益与振荡频率之间的数量关系。此方法对电路分析达剑直观、具体，与“复数阻抗法”的分析相比，更便于人家理解，掌握振荡器电路的振荡过科的全貌。 一、文氏电桥式Ｒｃ正弦波振荡器电路 图１图２ 图１中采用集成运算放火器的文氏电桥式ＲＣ止弦波振荡电路。 图２中各阻抗均写成拉氏变换形式，再借助方块图变换法则进行化简，最后得出此电路闭环传递函数可用卜．式表示： 郴）２而而面蒜等两面而 ＋收稿ｌ｜期：２００２．０３．２３

ＲＣ文氏电桥振荡条件的分析１０３９根据劳斯稳定判据，要使电路处于非稳定状态，（１）式中分母的ｓ项系数必须为零或负值，即Ｃ１Ｒ１＋Ｃ２Ｒ２＋Ｃ１尺２一ＫＣｌ尺２≤Ｏ 若取届＝屉＝尼ａ＝＆＝ｆ 则胗３，且（１）式 叭驴惫‘碍嘉焉㈣ ｓ：：去』堕学ｉ㈤由此可见，为使文氏电桥处于非稳定状态，放人器的电压增益应人丁．等丁．３，而相移为零。此时（２）式传递函数的极点可表为： 二、振荡条件分析 以卜｜设外界为单位冲击信号，求解（２）式拉氏逆变换，则可得不同放大器增益Ｋ的电路动态特性。 （１）胗５，非振荡单调上升过程。 此时极点Ｓ、＆是两个不等的上Ｅ实数，对（２）式求拉氏逆变换得： ％ｏ）＝￡。１｛缈（‘Ｓｒ））２ｊ趸南ｂ，Ｐ即一ｓｚＰ＆’］可见Ｋ（０是由两个单调上升指数函数构成的，而１卜往复地增减，冈而非振荡过程 （。）霏曩簧单词上升过程（ｂ）坛括擐膏过舞（ｃ）等幅强荡过程（ｄ）囊麓攮瞢过程 （ｅ）非摄甍衰减过程 图３ 如图３（ａ）所示。当胗＞５，Ｓ＞＞＆，故％（ｆ）将取决于含Ｐｓ‘的项。 （２）Ⅳ＝５，临界非振荡上升过程 由（３）式可见：ｓ．＝ｓ：＝妄【＿

实验四RC文氏电桥振荡器

一、实验目的 （1）学会RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件； （2）学会测量、测试振荡器。 二、实验原理 文氏电桥振荡电路又称RC串并联网络正弦波振荡电路，它是一种较好的正弦波产生电路，适用于频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。 从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，为了产生正弦波，必须在放大电路中加入正反馈，因此放大电路和正反馈网络是振荡电路的最主要部分。但是，这样两部分构成的振荡器通常是得不到正弦波的，这是由于正反馈量很难控制，故还需要加入一些其它电路。 运算放大器组成的文氏电桥RC正弦波震荡电路，如图所示： 为了输出单一的正弦波，还必须进行选频，仅仅使某一频率的正弦信号被放大和反馈形成震荡，而使其它的频率成分被抑制。由于振荡的频率为f0=1/2πRC，故在电路中可变换电容来进行振荡的频率的粗调，可用电位器代替R3，R4来进行频率的细调。 电路起振以后，由于元件的不稳定性，如果电路增益增大，输出幅度将越来越大，最后由于二极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果增益不足，则输出幅度减小，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。图中负反馈支路的两个二极管即为自动限幅元件，主要利用二极管的正向电阻随所加电压而改变的特性，来自动调节负反馈深度。 三、实验内容 （1）按照如上图的电路连接仿真电路； （2）启动仿真。用示波器观察有无正弦波输出。如无输出，调节R5使V o没有明显的失真的正弦波，并观察Vo的值是否稳定。测量V o和Vf的有效值和频率，并将记录填到表2.8-1中。 （3）保持其他参数不变，观察C1=C2=0.01uF和C1=C2=0.02uF两种情况下（输出波形不是真），分别测量Vo的幅值和频率，将数据记录于表2.8-1中，并于计算结果相比较。 C1=C2=0.01uF时的波形极其频率：

文氏电桥振荡器

§4.7 由集成运算放大器组成的文氏电桥振荡器 一、实验目的 1．了解集成运放的具体应用； 2．掌握文氏电桥振荡器的工作原理及选频放大器的工作原理。 二、实验设备 1．计算机、DAQ 卡PCI-6014、SC-2075 信号调理附件，LabView 和实验配套程序。2．导线、电阻、电容若干，晶体二极管IN4004、集成运放HA741。 三、实验原理（P24） 1．实验电路 实验电路如图4.7.1 所示。 图 4.7.1 文氏电桥振荡器 2．工作原理 四、预习要求 1．复习文氏电桥振荡器工作原理，熟悉所用集成运放的参数及管脚排列。 2．按图4.7.1 中参数计算振荡频率，欲使振荡器能正常工作，电位器Rw 应调在何处? 五、实验内容及步骤 1．基本文氏电桥振荡器 在SC-2075 信号调理附件的面包板上插好器件，按图4.7.1 接线；将[DC POWER OUTPUTS 士15V]引出来作为电源，即：Vcc=15V，V EE=-15V；先不接入二极管D1、D2。（1）测量振荡频率 将Vo 端接到[ANALOG INPUTS CH2]； 运行LabView 配套程序；观察振荡器输出Vo 波形，同时调节Rw，使输出Vo 为无明显 失真的正弦波，测量此时的Vo 幅值及频率；按“保存数据1”按钮，保存数据。估算负反馈系数F-和振荡频率理论值，和实验值对比，填写到表格中并保存。 调节Rw，测量Vo 无明显失真时的变化范围；按“保存数据2”按钮，保存数据。 （2）测量开环幅频特性 将图4.7.1 中的正反馈网络在A 点断开，使之成为选频放大器。 将Vi 端接到[ANALOG OUTPUTS CH0]，Vo 端接到[ANALOG INPUTS CH2]； 运行LabView 配套程序；调节输入信号Vi 的幅值等于（1）中测量的Vo 幅值，保持输 入信号的幅值不变，改变信号频率f（从1—600Hz 扫频），按“开始扫描”按钮，测得开