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时间:2020-05-15
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1、实验四RC低频振荡器【实验名称】RC低频振荡器【实验目的】1.掌握桥式RC正弦波振荡器的电路及其工作原理;2.学习RC正弦波振荡器的设计、调试方法;3.观察RC参数对振荡频率的影响,学习振荡频率的测定方法。【预习要点】1.复习课件中有关RC振荡器结构与工作原理的内容。2.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-071台2数字式万用表VC980+1块3数字存储示波器TDS10021台【实验原理】图4-1RC正弦波振荡器图4-1为RC桥式正弦波振荡器。
2、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,
3、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:1.根据已知的指标,选择电路形式;2.计算并确定电路中的元件参数,选择器件;3.安装调试电路,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
4、:1.根据设计要求,选择如图4-1所示电路。2.计算和确定电路中的元件参数并选择器件。 (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
5、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)电位器阻值的确定根据求得的阻值,然后根据阻值,确定选择电位器大小。(6)选择运放的型号选择的运放,要求输入电阻高、输出电阻小,而且增益带宽积要满足
6、:根据要求选择集成运算放大器。3.安装与调试按照原理图,将所选定的元件安装在插件板上,检查无误后,接通±12V电源,输出端接示波器。用示波器测量运算放大器的输出端是否有波形。(1)用示波器观察输出波形,并调节电位器Rw,使输出波形从无到有,从正弦波到出现失真;(2)调节电位器Rw,使输出电压vo幅值最大且不失真。用示波器测量振荡频率f0,及输出电压Vo的值,并与理论值进行比较;(3)然后在选频网络的两个电阻R上并联一电阻,观察记录振荡频率的变化情况,并与理论值进行比较。将测量结果填入表一中。若所测频率不满足设计要求,可根据所测频率的大小
7、,判断出选频网络的元件值是偏大还是偏小,从而改变R或C的值,使振荡频率满足设计要求。(4)断开二极管D1、D2,重复(2)的内容,将测试结果与(2)进行比较,分析D1、D2的稳幅作用。表一R(kΩ)C(μF)输出电压Vo(V)实测f0(Hz)计算f0(Hz)1100.01250.01【实验报告】1.整理实验数据,填入对应的数据表格中。2.问题与思考(1)在RC正弦波振荡电路中,、、构成什么电路?起什么作用?(2)RC正弦波振荡器如果不起振或者输出波形失真,应调节那个参数?如何调?
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