實(shí)驗(yàn)五RC正弦波振蕩器

實(shí)驗(yàn)五 RC正弦波振蕩器一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶W(xué)習(xí)文氏橋振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和工作原理。學(xué)習(xí)振蕩電路的調(diào)整與測(cè)量振蕩頻率的方法。二．電路原理簡(jiǎn)述從電路結(jié)構(gòu)上看，正弦波振蕩器實(shí)質(zhì)上是一個(gè)沒(méi)有輸入信號(hào)，但帶有選頻網(wǎng)絡(luò)的正反饋放大器。它由選頻網(wǎng)絡(luò)和放大器兩部分組成，選頻網(wǎng)絡(luò)由R、C串并聯(lián)組成，故振蕩電路稱為RC振蕩器，它可產(chǎn)生lHz--1MHz的低頻信號(hào)。根據(jù)RC電路的不同，可分為RC移項(xiàng)、RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、雙T選頻網(wǎng)絡(luò)等振蕩器。RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)(文氏橋)振蕩器電路形式如圖5—1所示。其原理為：圖中的RC選頻電路，若把Ui看成輸入電壓，把Uo看成輸出電壓，則只有當(dāng)f=fo=1/2∏RC，Uo和Ui才能同相位。且在有效值上Uo=3Ui，對(duì)該振蕩器電路而言．當(dāng)電路滿足振蕩頻率f=fo=1/2∏RC，且放大電路的放大倍數(shù)︳Au︳>3時(shí)，就能產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的正弦波電壓Uo。圖5—1RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)振蕩器原理圖本實(shí)驗(yàn)采用兩極共射極帶負(fù)反饋放大器組成RC正弦波振蕩器，實(shí)驗(yàn)電路如圖5-2。電路特點(diǎn)：改變RC則可很方便的改變振蕩頻率，由于采用兩級(jí)放大及引入負(fù)反饋電路，所以能很容易得到較好的正弦波振蕩波形。其中：RF1=1kΩ，RW=150kΩ，增加Rf3=1kΩ,C2=C3=0.47μF，C7=C8=0.01μF，C1=10μF/25V，CE1=CE2=47μF/25V，RE1’=RE2’=10Ω，RF2=51Ω，RC1’=RE1”=120Ω，RC2=RS=RE2”=470Ω，RB22=1kΩ，RB21=1.5kΩ，RB1=10kΩ，T1=T2=9013，外接電阻R=2k三．實(shí)驗(yàn)設(shè)備名稱數(shù)量型號(hào)直流穩(wěn)壓電源1臺(tái)0～30V可調(diào)低頻信號(hào)發(fā)生器1臺(tái)示波器1臺(tái)晶體管毫伏表1只萬(wàn)用表1只反饋放大電路模塊1塊ST2002四.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟1.RC振蕩電路的調(diào)整1）按照?qǐng)D5-2電路原理，選用“ST2002反饋放大電路”模塊，熟悉元件安裝位置，開(kāi)始接線,此電路中D和0V兩點(diǎn)不要連接，檢查連接的實(shí)驗(yàn)電路確保無(wú)誤后，在穩(wěn)壓電源輸出為12V的前提下對(duì)實(shí)驗(yàn)電路供電。2）在A，B斷開(kāi)（無(wú)負(fù)反饋）情況下，調(diào)整放大器靜態(tài)工作點(diǎn)，使其Vc1=8V左右，工作點(diǎn)調(diào)好后斷開(kāi)電源然后將A，B短接（引入負(fù)反饋），按照電路原理圖接上R、C電阻和電容（選頻網(wǎng)絡(luò)），連接F,I兩點(diǎn)，組成文氏振蕩器。3）用示波器觀察輸出波形，若無(wú)振蕩波形可調(diào)節(jié)RF1，直至輸出為穩(wěn)定不失真的正弦波為止。文氏振蕩器的振蕩頻率f，滿足下式fo=1/2∏RC2.測(cè)量振蕩頻率及輸出電壓在E端用示波器觀察輸出的正弦波波形。然后用交流毫伏表測(cè)出輸出電壓VO，在示波器上讀出振蕩頻率的周期填入表5—1中，并與計(jì)算值相比較。輸出電壓VO的振蕩周期振蕩頻率輸出電壓VO(V)掃描時(shí)間長(zhǎng)度T測(cè)計(jì)算值f實(shí)測(cè)值fus/cmcmus測(cè)量負(fù)反饋放大電路的放大倍數(shù)Avf。斷開(kāi)RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)與放大電路輸入端之間的連線F,I兩點(diǎn)，用信號(hào)發(fā)生器給放大器輸入端，（即I端）送一個(gè)和所測(cè)振蕩頻率相同的信號(hào)電壓，并使輸出端（E端）電壓VO的大小及波形與原來(lái)振蕩時(shí)也完全相同。測(cè)出此時(shí)的輸入電壓Vi、輸出電壓VO、填入表5--2中，然后計(jì)算放大器的放大倍數(shù)Avf，驗(yàn)證此時(shí)是否滿足Af≥3的條件。表5-2，ViVOAvf4、測(cè)量RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)的幅頻特性將RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)與放大電路斷開(kāi)，即F,I兩點(diǎn)間的連線斷開(kāi)，同時(shí)斷開(kāi)直流12V電源，用信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)Vi=3V的正弦波信號(hào)，從E點(diǎn)輸入到RC串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，保持輸入信號(hào)3V不變，頻率按表5-3由低至高變化，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的輸出端F點(diǎn)的幅值將隨之變化，當(dāng)信號(hào)源達(dá)到某一頻率時(shí)，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的輸出端F點(diǎn)的幅值將達(dá)到最大值（約1V左右），且輸入、輸出電壓同相位，此時(shí)的信號(hào)頻率為f=fo=1/2∏RC。測(cè)出在不同頻率時(shí)的Vi值，填入表5-3，并按相位關(guān)系畫出Vi和VO的波形。頻率F端電壓F端