1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作
- 格式:doc
- 大小:1.67 MB
- 文档页数:14
电路与电子技术实验ⅡRC正弦波振荡电路ü了解正弦波振荡的基本工作原理。
ü掌握RC桥式正弦波振荡电路的分析、设计和调试方法。
ü深入理解正弦波振荡电路的起振条件、稳幅特性。
ü学习其它类型正弦波振荡电路。
RC正弦波振荡电路:ü工作原理ü基本电路ü参数分析、调整其它正弦波振荡电路。
v实验背景知识ü线性放大电路:器件工作在线性放大区(通频带内),负反馈;正弦波振荡电路:器件工作在线性放大区(通频带内),正反馈。
首要条件ü正弦波振荡:无输入时,即能产生稳定(幅度、频率)的正弦波输出。
Ø产生正弦波振荡的条件ü稳定条件:ü为能在无输入信号时也能振荡起来,应使电路的初始环路增益大于1 ;利用开启电源时的噪声,使净输入信号(反馈信号)不断增大;最终产生振荡。
ü起振条件:ü稳定的正弦波振荡还应该具备:(1)选频网络:用于产生单一频率的正弦波;(2)稳幅环节:用于产生稳定幅度(环路增益自动为1)的正弦波。
îíì±=+==π21||n F A F A AF j j j &&îíì±=+=>π21||n F A F A AF j j j &&ØRC 桥式正弦波振荡电路ü右下图所示RC 桥式正弦波振荡电路。
ü正反馈?ü重点:RC 串并联网络ü定义R 1C 1串联支路阻抗为Z 1;R 2C 2并联支路阻抗为Z 2。
此网络的电压传输系数为:负反馈放大电路RC 串并联网络212o f )(Z Z Z VV F +==+&&&)1()1(112212112C R C R j R R C C w w -+++=)1()1(112212112)(C R C R j R R C C F w w -+++=+&ØRC 串并联网络(频率特性)ü令:则:ü幅频表达式:相频表达式:RCC C C R R R 102121=====w ,,)(3100)(w w w w -+=+j F &2002)()(31||ww w w -+=+F &)3(001)(w w w w j --=-+tg F &ØRC 串并联网络(选频特性)ü选频特性当时:(此时电路的反馈效果最强)(此时电路为同相输出)ü结论:只有此时才有可能正反馈(且反馈效果最强)ü效果:能产生单一频率的振荡波形。
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 π210=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、LM741CN1.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:RCf π210=。
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。
KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:目录摘要 (1)1.系统基本方案 (1)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (1)1.2. 运算放大器的选择 (1)1.3最终的方案选择 (1)2.正弦波发生器的工作原理 (2)2.1正弦波振荡电路的组成 (2)2.1.1 RC选频网络 (2)2.1.2放大电路 (3)2.1.3正反馈网络 (3)2.2产生正弦波振荡的条件 (3)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (4)3.系统仿真 (4)4.结论 (4)参考文献: (6)附录 (7)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、LM741CN1.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:。
它的振荡频率为:。
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。
郑州轻工业学院本科通信电子线路课程设计总结报告郑州轻工业学院课程设计任务书题目正弦波振荡器电路设计与实现专业、班级电子06- 1学号52 姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等:1、主要内容(1)按照振荡器的条件设计电路。
(2)根据电路焊接振荡器电路。
(3)测得振荡电路相关数据,根据电路元器件参数计算比对。
2、基本要求(1)设计电路实现的主要内容。
(2)书写课程设计报告。
3、主要参考资料《电子线路教材》《电子线路实验指导书》《电子线路课程设计指导书》完成期限:2008年12月19日指导教师签名:张涛课程负责人签名:张涛2008年12月19日摘要在测量、自动控制、通讯、无线电广播和电视等诸多领域中,正弦波振荡器作为各种用途的信号源,有着广泛而重要的应用。
例如:无线发射机中的载波信号源,超外差式接收机的本地振荡信号源,电子测量仪器中的正弦波新年好源,数字系统中的时钟信号源。
在这些应用中,对振荡器提出的要求主要是振荡频率的准确性和稳定性,其中尤以振荡振荡频率的准确性和稳定性最为重要。
正弦波振荡器的另一类用途是作为高频加热设备和医用电疗一起正弦交变能源。
在这类应用中,对振荡器提出的要求是高效率的产生足够大的交变功率,而对振荡频率的准确性和稳定性的要求一般不做苛求。
按照组成原理而言,正弦波振荡器可分为两大类,一类是利用正反馈的反馈振荡器;另一类是负阻振荡器,它是将器件直接接到谐振回路中,利用负阻器件的负阻效应去抵消回路中的损耗,从而产生除等幅的自由振荡,主要应用在微波频段。
关键字:正弦波、振荡、正反馈、高频、频稳性目录第一章设计内容及要求 (5)第一节:设计题目:正弦波振荡电路的设计与实现 (5)第二节:设计目的 (5)第三节:设计内容 (5)第四节:设计要求 (5)第二章设计原理 (6)第一节:反馈型正弦波振荡器的工作原理 (6)第二节、选择合适的振荡电路 (10)一、各种振荡器的频率精确度和稳定度 (10)二、三点式振荡电路的基本模型 (10)三、选择合适的振荡电路模型 (11)四、设计合适的偏置电路 (16)五、选择合适的输出电路 (19)六、振荡器的频稳度 (20)第三节、振荡电路电路原理图 (21)第三章设计具体过程 (22)第四章设计结果 (22)第五章设计体会 (24)第六章参考资料 (27)第一章设计内容及要求第一节:设计题目:正弦波振荡电路的设计与实现第二节:设计目的1.熟悉掌握正弦波振荡电路的原理,利用此原理进行设计,掌握一般电路的设计步骤;2.熟悉简单的焊接知识并焊接电路;3.进行动手练习。
1KHZ正弦波产生电路(文氏电桥振荡器)电路原理:TR1 结型场效应管在这里充当压控可变电阻,它与R3、R4一起构成文氏振荡器的负反馈回路,TR1的电阻越大,负反馈越强。
D2、D3、R8、R9、R10与IC(2/2)对输出振荡电压进行全波整流,在IC的1脚产生负的整流输出电压,经过D1与R7、C4滤波后获得一个负的直流电压,该电压与振荡输出的幅值差不多相等。
这个负电压加在TR1的G极,控制着TR1的D-S极之间的电阻值。
振荡输出幅度增大,TR1的G极电压就越负,TR1的D-S极间阻值变大,负反馈增强,使得振荡幅度减小。
通过以上的自动调节,使振荡幅度保持稳定,避免放大器进入非线性区域,从而获得良好的正弦波形。
文氏振荡器常见的一种稳幅措施是在负反馈回路中加入二极管(见下图):目的也是在输出幅度增大时使负反馈增强,但由于二极管的非线性,会使输出波形发生少许畸变。
而提供的这个电路的负反馈回路中不含有非线性元件,因而能获得高质量的正弦波形。
正弦波产生电路作者:佚名来源:爱华发布时间:2008-5-23 9:44:39 [收藏] [评论]一:产生正弦振荡的条件正弦波产生电路的目的就是使电路产生一定频率和幅度的正弦波,我们一般是在放大电路中引入正反馈,并创造条件,使其产生稳定可靠的振荡。
正弦波产生电路的基本结构是:引入正反馈的反馈网络和放大电路。
其中:接入正反馈是产生振荡的首要条件,它又被称为相位条件;产生振荡必须满足幅度条件;要保证输出波形为单一频率的正弦波,必须具有选频特性;同时它还应具有稳幅特性。
因此,正弦波产生电路一般包括:放大电路;反馈网络;选频网络;稳幅电路四个部分。
我们在分析正弦振荡电路时,先要判断电路是否振荡。
方法是:(重点)是否满足相位条件,即电路是否是正反馈,只有满足相位条件才可能产生振荡;放大电路的结构是否合理,有无放大能力,静态工作是否合适;是否满足幅度条件,检验,若:(1)则不可能振荡;(2)振荡,但输出波形明显失真;(3)产生振荡。
正弦波振荡电路设计1 技术指标设计一个正弦波振荡电路,使它能输出频率一定的正弦波信号,振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%,电源电压变化±1V 时,振幅基本稳定,振荡波形对称,无明显非线性失真。
2 设计方案及其比较通过查阅资料可以知道所谓的正弦波振荡电路是指一个没有输入信号,依靠自激振荡产生正弦波输出信号的电路。
正弦波电路由放大电路,正反馈电路和选频网络组成。
正弦波振荡电路的实质是放大器引正反馈的结果。
正弦波振荡电路主要有RC 振荡电路,LC 振荡电路和石英晶体振荡电路。
本次试验中我主要设计的方案是RC 正弦波振荡电路。
RC 正弦波振荡电路是由电阻R 和电容C 元件作为选频和正反馈网络的振荡器,RC 作为选频网络的正弦波振荡器有桥式振荡电路,双T 网络和相移式振荡电路。
根据桥式振荡电路和相移式振荡电路的工作原理,我设计了如下三个方案。
U1COMPIR110k R210kR310k R510kR410k C11nF C21nF D1DIODED2DIODE 图一本方案主要采用一个文式桥式振荡电路作为正反馈,一个由两个二极管反相并联组成的稳幅电路作为负反馈。
其中当w=w0=1/RC 时,RC 选频网络的相移为零,这样,RC 串并联选频网络送到运算放大器同向输入端的信号电压与输出电压同相。
满足相位平衡条件有可能发生震荡。
U1COMPIU2COMPI C1C2C3R1R2R3R4R5这是一个RC 相移式电路,正弦波信号发生器由反相输入比例放大器,电压跟随器和三节RC 相移网络构成。
对于三节RC 电路,其最大相移可以接近于二百七十度。
有可能在某一特定的频率下使其相移为一百八十度,满足相位平衡条件,合理的选取元件及元件参数,满足产生振荡条件和幅度平衡条件的电路就会产生振荡。
2.3 方案三U1COMPIR1R2R3R4C1C2图三这是一个RC 文式桥正弦波振荡电路。
振荡原理与方案一相似。
正弦波振荡器设计报告一、实验要求设计一个正弦波振荡器,工作频率在20~100MHz范围内选择,器件和电路类型自选。
使用Multisim进行仿真。
二、设计思路1.振荡器要满足振荡平衡条件、起振条件、稳定条件。
2.第八章学习了LC正弦波振荡器(包括三端式振荡器和互感耦合振荡器)和石英晶体振荡器。
相对而言,对三端式振荡器掌握较为熟练,故选择此类。
3.三端式振荡器要满足振荡的三个条件,须遵守“射同基反”原则,同时满足振幅条件。
4.三端式振荡器包括电容式三端振荡器和电感三端式振荡器。
两者相比,电容式三端振荡器具有输出波形好、频率稳定度好的优点,故选择此类。
5.课本上介绍了多种电容反馈式三端振荡器,其中Siler电路克服了前面各电路的缺陷,具有诸多优点,且在实际中应用较多,故选择此种电路。
三、电路图四、电路原理1.图中R2、R3提供固定偏置,调节R6提供起振条件,R1、C7提供自给偏置,C6、C7、C8为隔直电容,C1、C2、C3、C4、L1组成的回路提供正反馈,满足“射同基反”原则。
2.反馈系数β≈C1/C2=1/2。
振荡频率≈1/{2π×[L1(C3+C4)]}½=35.588MHz。
3.反馈系数与频率的调节互不影响。
由于C4与L1并联,所以C4的大小不影响回路的接入系数。
4.调节C4对振幅稳定度影响较小,但对振幅大小影响很明显。
振荡回路中的电容大小对振荡频率的大小影响更明显。
五、仿真结果输出波形为35.319MHz正弦波,在要求范围内,且与计算结果(35.588MHz)相差不大,波形有微弱失真。
六、问题讨论1.电路启动后,必须要调节一下滑动变阻器R6,振荡器才可以起振。
因此,此振荡属于硬自激。
2.在不加可变电容C5时,波形振幅变化很大,且波形失真严重,出现削底情况。
可能是电路的静态工作点设置的不合适,或是电路噪声过大,加上可变电容C5大大改变了电路性能。
3. 当发射极所连的电阻R 1和电容C 7过大时,调节滑动变阻器起振后,又很快停振了。
1MHZ正弦波振荡器设计李国建(安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆 246011)指导老师:吴昭方摘要:正弦波振荡器广泛的应用于测量、遥控、通讯、自动控制、热处理和超声波电焊等加工设备之中,也作为模拟电子电路的测试信号。
本文论述了正弦波振荡器的工作原理、组成框图及种类,具体设计了采用同相比例运算放大电路的和改进的反相比例运算放放大电路的两种1MHZ的RC桥式正弦波振荡器,并将两种正弦波振荡器做了比较。
关键词:正弦波振荡器,同相比例运算放大,差分比例运算放大1、引言在实践中,广泛采用各种类型的信号产生电路,就其波形来说,可能是正弦波或非正弦波,其中正弦波振荡器的运用尤为普遍。
实际运用中,正弦波振荡电路可分为RC振荡电路、LC振荡电路及石英晶体振荡器,现今石英晶体振荡器运用的最多,但大多用于产生高频正弦波。
RC正弦波振荡器多用于产生低频正弦波,同时它也是被运用最早且最好理解的一种正弦波振荡电路,对于学习理解正弦波振荡器十分有帮助,故学习设计RC正弦波振荡器是十分有必要且重要的。
2、正弦波振荡器的工作原理2.1正弦波振荡器的组成及框图正弦波振荡器电路可分为五个部分,即直流电源、放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅网络,其组成框图如图1所示。
直流电源——为放大器提供正常工作(放大功能)的条件。
放大电路——保证电路能够有从起振到动态平衡的过程,使电路获得一定幅值的输出量,实现能量的控制。
选频网络——确定电路的振荡频率,使电路产生单一频率的振荡,即电路产生正弦波振荡。
正反馈网络——引入正反馈,使放大电路的输入信号等于反馈信号。
稳幅网络——也就是非线性环节,作用是使输出信号幅值稳定。
在不少实用电路中,常将选频网络和正反馈网络“合二为一”,而且对于分立元件放大电路,也不再另加稳幅网络,而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
U振荡建立过程的原理框图图1中虚框内的)选出并放大→对f 0信号处于正反馈回到输入端→再经过放大和反馈,如此循环下去→稳幅电路使输出电压幅度稳定在一定值。
以我给的标题写文档,最低1503字,要求以Markdown 文本格式输出,不要带图片,标题为:正弦波振荡器方案# 正弦波振荡器方案## 1. 引言正弦波振荡器是一种广泛应用于各种电子设备和电路中的基本电路。
它能够产生稳定的正弦波信号,对于模拟电路和通信系统设计非常重要。
本文将介绍正弦波振荡器的基本原理和不同的实现方案。
## 2. 正弦波振荡器基本原理正弦波振荡器是通过反馈机制实现的。
它基于一个放大器和一个反馈网络。
反馈网络将放大器的输出信号重新注入到放大器的输入端,从而产生振荡。
其中,放大器负责提供放大的功能,反馈网络则确定了振荡的频率和稳定性。
## 3. RC 正弦波振荡器方案RC 正弦波振荡器是最简单的正弦波振荡器之一。
它由一个放大器和一个由电阻和电容组成的反馈网络构成。
具体的电路图如下所示:```+--Feedback----+| |+---R---C-----+| |Vin +---+---+---+ +---+---+---+----+ Vout| | | |R1 R2 R3 R4| | | |+------+-------+------+```在这个电路中,放大器被表示为一个黑箱,输入信号 Vin 进入放大器,经过放大后输出信号 Vout。
反馈网络由 R1、R2、R3 和 C 组成。
电阻 R1 和 R2 串联给放大器的输入端,电阻 R3 和电容 C 并联到放大器的输出端。
该电路的工作原理如下:1. 初始时刻,假设系统没有任何振荡。
2. 输入信号 Vin 经过放大器放大后得到信号 Vout。
3. 反馈网络将 Vout 的一部分信号重新注入到放大器的输入端。
4. 反馈信号经过电阻 R1 和 R2 降压,然后进入放大器的输入端。
5. 放大器再次放大反馈信号,得到一个更大的输出信号。
6. 反馈网络不断将放大后的信号重新注入到放大器的输入端。
7. 当放大器的放大倍数和反馈网络中的阻抗满足特定条件时,系统开始正弦波振荡。
这个机器,BT是12V,也可以是24V,12V时我的目标是800W,力争1000W,整体结构是学习了钟工的3000W机器,也是下面一个大散热板,上面是一块和散热板一样大小的功率主板,长228MM,宽140MM。
升压部分的4个功率管,H桥的4个功率管及4个TO220封装的快速二极管直接拧在散热板;DC-DC升压电路的驱动板和SPWM的驱动板直插在功率主板上。
因为电流较大,所以用了三对6平方的软线直接焊在功率板上:吸取了以前的教训:以前因为PCB设计得不好,打了很多样,花了很多冤枉钱,常常是PCB打样回来了,装了一片就发现了问题,其它的板子就这样废弃了。
所以这次画PCB时,我充分考虑到板子的灵活性,尽可能一板多用,这样可以省下不少钱,哈哈。
如上图:在板子上预留了一个储能电感的位置,一般情况用准开环,不装储能电感,就直接搭通,如果要用闭环稳压,就可以在这个位置装一个EC35的电感。
上图红色的东西,是一个0.6W的取样变压器,如果用差分取样,这个位置可以装二个200K的降压电阻,取样变压器的左边,一个小变压器样子的是预留的电流互感器的位置,这次因为不用电流反馈,所以没有装互感器,PCB下面直接搭通。
上面是SPWM驱动板的接口,4个圆孔下面是装H桥的4个大功率管,那个白色的东西是0.1R电流取样电阻。
二个直径40的铁硅铝磁绕的滤波电感,是用1.18的线每个绕90圈,电感量约1MH,磁环初始导磁率为90。
上图是DC-DC升压电路的驱动板,用的是KA3525。
这次共装了二板这样的板,一块频率是27K,用于普通变压器驱动,还有一块是16K,想试试非晶磁环做变压器效果。
这是SPWM驱动板的PCB,本方案用的是张工提供的单片机SPWM芯片TDS2285,输出部分还是用250光藕进行驱动,因为这样比较可靠。
也是为了可靠起见,这次二个上管没有用自举供电,而是老老实实地用了三组隔离电源对光藕进行供电。
因为上面的小变压器在打样,还没有回来,所以这块板子还没有装好。
课程设计题目:正弦波振荡器系别:电子信息工程系专业:应用电子技术班级:07 电技1 班姓名:学号:指导教师:完成时间:09年06月正弦波振荡器的设计摘要:从结构上看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带有选频网络的正反馈放大电路.分析LC电容三点式的特性,根据正弦波振荡电路的两个条件,即振幅平衡与相位平衡,来选择合适的放大电路指标,来构成一个完整的振荡电路.很多应用中都要用到范围可调的LC 振荡器,它能够在电路输出负载变化时提供近似恒定的频率、几乎无谐波的输出.电路必须提供足够的增益才能使低阻抗的LC 电路起振,并调整振荡的幅度,以提高频率稳定性,减小THD(总谐波失真).关键词:正弦波;振荡电路一、方案设计与论证要实现正弦波振荡器有两种最常用的方式:一是RC正弦波振荡器,二是LC正弦波振荡器.常用的RC振荡器有:RC桥式振荡电路和移相振荡电路,而LC振荡器的电路种类比较多,根据不同的反馈方式,又可分为互感反馈振荡器,电感反馈三点式振荡器,电容反馈三点式振荡器,其中互感反Array馈易于起振,但稳定性差,适用于低频,而三点式振荡器稳定性好,输出波形理想,振荡频率可以做得较高.选择电容反馈三点式振荡器,而电容反馈三点式振荡器又分为考毕兹振荡器,克拉波振荡器,西勒振荡器.振荡器是一种能量转换器,由晶体管等有源器件和具有选频作用的无源网络及反馈网络组成,其框图如图(1)所示.方案一:运用RC振荡器实现设计所需.方案二:运用LC振荡器当中的考毕兹振荡器,克拉波振荡器,西勒振荡器某一种电路实现设计所需.虽然两种方案都可以实现7KHZ频率输出,但是RC振荡器采用的选频网络的选频作用比LC振荡器中的谐振回路差很多,因此选择方案二.经过用仿真软件分别测试考毕兹振荡器,克拉波振荡器,西勒振荡器的输出波形,西勒振荡器的输出波形是最好的,所以选择西勒振荡器作为本次设计的最终方案.(1)从结构上来看,正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路.图2表示接成正反馈时,放大电路在输入信号X i=0时的方框图,改画一下,便得图3.由图可知,如在放大电路的输入端外接一定频率、一定幅度的正弦波信号X a,经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后,在反馈网络的输出端,得到反馈信号X f,如果X f与X a在大小和相位上一致,那么,就可以除去外接信号X a,而将1、2两端连接在一起(如图中的虚线所示)而形成闭环系统,其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号.︱AF︳=AF=1 ①φa+φf=2nπ,n=0,1,2,…②式①称为振幅平衡条件,而式②则称为相位平衡条件,这是正弦波振荡电路产生持续振荡电路产生持续振荡的两个条件.值得注意的是,无论是负反馈放大电路的自激条件(–AF=1)或振荡电路的振荡条件(AF=1),都是要求环路增益等于1,不过,由于反馈信号送到比较环节输入端的+、-符号不同,所以环路增益各异,从而导致相位条件不一致.图2 图3振荡电路的振荡频率f是由式②的相位平衡条件决定的.一个正弦波振荡电路只of,这就要求在AFA中,也可设置在在一个频率下满足相位平衡条件,这个频率就是反馈网络F中,它可以用R、C元件组成,也可用L、C元件组成.用R、C元件组成选频网络的振荡电路称为RC振荡电路;一般用来产生1Hz~1MHz范围内的低频信号.由于正弦波振荡电路中的放大器件是工作在线性区,因此在分析中,可以近似按线性电路来处理.(2)电容三点式原理:其原理电路如图4所示,由图可见,C1、C2、L并联谐振回路构成反馈选频网络,并联谐振回路三个端点分别与晶体管的三个电极相连接,对于振荡管而言,其集电极电压vo与基极输入电压是反相的,二者相差180︒,为了满足振荡系统的相位平衡条件,反馈系数F也须产生180︒相位差,为此C1与C2必须性质相同,即为同名电抗元件,则L与C1、C2必须为异性质电抗元件,从而符合三点式振荡电路组成法则,故满足振荡的相位平衡条件.由于反馈信号取自电容C2两端电压,故称为电容反馈三点式LC振荡器,简称电容三点式振荡器.然而西勒振荡器则是在电容三点式原理图的基础上加以改进而成的,它具有波段覆盖率宽,工作波段内,输出波形不随频率变化等优点.故总原理电路图如图5所示.56k R224k R45.1k0Deg 西勒振荡器图(图5)二、单元电路设计(1)电路设计①直流电源的设计为了提高滤波效果,和输出电压的准确特采用LC- 型滤波和三端集成稳压如图6所示电容三点式原理图(图4)0Deg1383直流稳压电源图(图6)因为U I =1.2 U 2, 所以102.1122==U V,既变压器的次级电压为10V ,二极管承受的最大反向电压为:V V V V RM 14.1410414.122≈⨯==,流过二极管的电流为:mA I I L F 5.14122121=⨯==uF R T C L 5.7401.03)5~3(=⨯==因此C2实际选取容量为7.5uF 电容,由于电路需要输出12V 电压,所以三端集成稳压采用LM7812.②偏置电路的设计V V V BEQ BQ 1.27.03)5~3(=⨯==.设Ω=K R 243.既Ω=K R B 241.又因为212b b b ccBQR R R V V +=所以2424121.21+=b R 既Ω≈K R b 1131也既R1=113K Ω。
电子课程设计题目:f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路学院:专业名称:测控技术与仪器班级学号: 088201113学生姓名:指导教师:黄昌光二○一一年一月设计题目f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路目录1、设计任务与要求1.1 课程设计的目的1.2 课程设计的任务与要求1.3 课程设计的技术指标2、设计方案与比较2.1常见的RC正弦波振荡电路设计与特点2.1.1 RC移相振荡电路2.1.2 RC串并联网络的文氏电桥振荡电路2.1.3双T选频网络振荡电路2.2正弦波振荡电路的基本工作原理2.2.1产生正弦振荡的条件2.2.2正弦波振荡电路的组成判断及分类2.2.3判断电路是否振荡的方法2.2.4正弦波振荡电路的检验3、电路原理及分析3.1电路组成3.2 RC串并联网络的选频特性3.3 RC桥式正弦波振荡电路的振荡频率和起振条件3.3.1振荡频率3.3.2起振条件3.4 振荡电路中的负反馈4、制作与调试4.1电路的制作4.2电路的调试5、参数计算及器件选择5.1器件的选择5.2理论数据处理5.3实验数据处理5.4 理论数据与实验数据的对比5.5 误差分析6、器件清单及所用设备7、小结8、参考文献一、设计任务与要求1.1 课程设计的目的1. 掌握由集成运算放大器组成RC桥式正弦波振荡电路的工作原理和电路结构。
2. 研究RC桥式振荡器中RC串、并联网络的选频特性。
3. 掌握RC桥式正弦波振荡电路的调测技术。
4. 进一步掌握用双踪示波器测相位差的方法。
5. 掌握常用元器件的识别和测试。
6. 熟悉常用仪表,了解电路调试的基本方法。
1.2 课程设计的任务与要求1.设计一个f0=1KHz的RC桥式正弦波振荡电路。
2.掌握RC桥式正弦波振荡电路的工作原理。
1.3 课程设计的技术指标1.示波器的调试。
2.输出波形:正弦波。
3.输出频率范围:在1000HZ (±100HZ)范围内可调。
4.输入电压:5V的对称电压。
目录1.系统基本方案 (3)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (3)1.2. 运算放大器的选择 (4)1.3最终的方案选择 (4)2正弦波发生器的工作原理 (5)2.1正弦波振荡电路的组成 (5)2.1.1 RC选频网络 (5)2.1.2放大电路 (8)2.1.3正反馈网络 (9)2.2产生正弦波振荡的条件 (9)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (9)3.系统仿真 (10)4.结论 (11)页脚内容0 (14) (14)页脚内容1 (15)参考文献: (15)附录 (16)页脚内容2页脚内容31KHZ 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RCf π210=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、LM741CN1.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。
页脚内容4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:RCf π210=。
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。
1KHZ桥式正弦波振荡器电路的设计与制作目录摘要 (3)1.系统基本方案 (3)1.1 正弦波振荡电路的选择与论证 (3)1.2. 运算放大器的选择 (4)1.3最终的方案选择 (4)2.正弦波发生器的工作原理 (5)2.1正弦波振荡电路的组成 (5)2.1.1 RC选频网络 (5)2.1.2放大电路 (8)2.1.3正反馈网络 (8)2.2产生正弦波振荡的条件 (8)2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤 (9)3.系统仿真 (9)4.结论 (10)参考文献: (11)附录 (12)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 π210=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、LM741CN1.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:RCf π210=。
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。
《通信专业电子系统课程设计A 》课程设计报告题目:正弦波振荡器制作与调试院(系):专业班级:学生姓名:学号:指导教师:目录一、课程设计目的和要求 (5)二、课程设计内容要求 (5)三、课程设计基本原理 (5)四、课程设计内容 (6)4.1 设计与制作过程 (6)4.2 测试步骤 (7)4.3 调测相关波形与数据 (7)五、设计结果分析 (9)六、设计过程出现的错误的分析 (10)七、实验总结 (10)正弦波振荡器制作与调试一、课程设计目的和要求目的:通过对正弦波振荡器安装调试1.掌握三端式振荡电路的基本原理,起振条件,振荡电路设计及电路参数计算。
2.通过测试掌握晶体管静态工作点、反馈系大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。
3.研究外界条件(温度、电源电压、负载变化)对振荡器频率稳定度的影响。
4.比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。
5.掌握变容二极管调频器电路的原理。
6.了解调频器调制特性及测量方法。
要求:能够正确安装和焊接。
熟悉正弦波振荡器工作原理与调测方法;安装调测完成后将原理电路的工作过程,测试数据及遇到问题与处理情况、体会等写出实验报告。
安装调试是由学生个人独立完成并按要求写出实验报告。
拿到套件后,对照元件清单清点数量,观察外观是否完好;再用万用表对电子元器件进行参数测量检查。
安装之前画好布局、布线图,老师审查通过后才能焊接,焊接时,要焊点饱满、光洁,无虚焊、漏焊、错焊;防止焊接点焊锡过多造成元件或电路短路。
二、课程设计内容要求1.熟悉振荡器模块个元件及其作用。
2.进行LC振荡器波段工作研究。
3.研究LC振荡器和晶体振荡器中静态工作点,反馈系数以及负载对振荡器的影响。
4.测试、分析比较LC振荡器与晶体振荡的频率稳定度。
5.测试变容二极管的静态调制特性。
6.观察调频波形。
7.观察调制信号振幅对频偏的影响。
三、课程设计基本原理正弦波振荡器包含工作频率为10MHz左右的电容反馈LC三端振荡器和一个10MHz 的晶体振荡器,其电路图如图1所示。
1MHZ正弦波振荡器设计李国建(安庆师范学院物理与电气工程学院安徽安庆 246011)指导老师:吴昭方摘要:正弦波振荡器广泛的应用于测量、遥控、通讯、自动控制、热处理和超声波电焊等加工设备之中,也作为模拟电子电路的测试信号。
本文论述了正弦波振荡器的工作原理、组成框图及种类,具体设计了采用同相比例运算放大电路的和改进的反相比例运算放放大电路的两种1MHZ的RC桥式正弦波振荡器,并将两种正弦波振荡器做了比较。
关键词:正弦波振荡器,同相比例运算放大,差分比例运算放大1、引言在实践中,广泛采用各种类型的信号产生电路,就其波形来说,可能是正弦波或非正弦波,其中正弦波振荡器的运用尤为普遍。
实际运用中,正弦波振荡电路可分为RC振荡电路、LC振荡电路及石英晶体振荡器,现今石英晶体振荡器运用的最多,但大多用于产生高频正弦波。
RC正弦波振荡器多用于产生低频正弦波,同时它也是被运用最早且最好理解的一种正弦波振荡电路,对于学习理解正弦波振荡器十分有帮助,故学习设计RC正弦波振荡器是十分有必要且重要的。
2、正弦波振荡器的工作原理2.1正弦波振荡器的组成及框图正弦波振荡器电路可分为五个部分,即直流电源、放大电路、选频网络、正反馈网络、稳幅网络,其组成框图如图1所示。
直流电源——为放大器提供正常工作(放大功能)的条件。
放大电路——保证电路能够有从起振到动态平衡的过程,使电路获得一定幅值的输出量,实现能量的控制。
选频网络——确定电路的振荡频率,使电路产生单一频率的振荡,即电路产生正弦波振荡。
正反馈网络——引入正反馈,使放大电路的输入信号等于反馈信号。
稳幅网络——也就是非线性环节,作用是使输出信号幅值稳定。
在不少实用电路中,常将选频网络和正反馈网络“合二为一”,而且对于分立元件放大电路,也不再另加稳幅网络,而依靠晶体管特性的非线性来起到稳幅作用。
U振荡建立过程的原理框图图1中虚框内的)选出并放大→对f 0信号处于正反馈回到输入端→再经过放大和反馈,如此循环下去→稳幅电路使输出电压幅度稳定在一定值。
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 π210=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 π210=。
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
图2正弦波发生器的选频网络
图3 Rc 选频网络
RC 选频网络的传输函数为:
令:R R R ==21 C C C ==21
RC 串并联选频网络具有选频作用,它的频率响应特性由明显的峰值。
反馈网络的反馈系数为:
)(31131
)111(11
002211220ωωωωωωωωω-+=++=⨯+++
⨯+===+j RC j RC j I c j R jC j R I
c j R V V V F F S
当0ωω=(谐振频率)=C R 1时,)0(31f =Φ=νF
幅频特性曲线
如图4
由上式:
0ωω=时:31)(0=ωV F (最大)
0ωω<时:当0→ω,0)(→ωV F
0ωω>时:当∞→ω,0)(→ωV F
上图可见,当0ωω=时,U F 达到最大值并等于31,相位移f Φ为00,输出电压与输入电压同相,对于该频率,所取的输出电压即∙f U 幅度是最大的,所以RC 串并联网络具有选频作用.
相频特性曲线
① 0ωω<时(ω减小)
11R c >>X ,1C 与1R 串联1c X →
22R c >>X ,2C 与2R 并联1R →
则:v o 超前v s 相位φ(0→ω时,)2π+→Φ
② 0ωω>时(ω增大)
11R c <<X ,C 1与R 1串联→ R 1
22R c <<X ,C 2与R 2并联→ X c2
则:v o 滞后v o 相位-φ(∞→ω时,2πφ-→)
③0ωω=时,v o 与v o 同相
2.1.2放大电路
图4 放大电路部分
2.1.3正反馈网络
图5 正反馈部分
2.2产生正弦波振荡的条件
2.2.1.在正弦波振荡电路中,一要反馈信号能取代输入信号,而若要如此,电路中必须引入正反馈;二要有外加的选频网络,用以确定振荡频率。
2.2.2.正弦波振荡的平衡条件为:1
A写成模与相角的形式为使输出量在
F
合闸后能够有一个从小到大直至平衡在一定幅值的过程。
2.3.判断电路是否可能产生正弦波的方法和步骤
2.3.1.观察电路是否包含了放大电路、选频网络、正反馈网络三部分。
2.3.2.判断放大电路能否正常工作,即是否有合适的静态工作点且动态信号是否能输入、输出和放大。
2.3.3利用瞬时极性法判断电路是否满足正弦振荡的相位条件。
2.3.4判断电路是否满足正弦振荡波的幅值条件,即是否满足起振条件。
3.系统仿真
图6系统输出的正弦波波形
图7系统电路图仿真
4.结论
这次的课程设计历时两个星期左右,通过这两个星期的学习和努力,设计也基本上完成了。
在这两个两个星期的学习过程中,我发现了自身的很多不足,自己知识上存在很多的漏洞,看到了自己在知识合理综合运用能力方面还是比较缺乏。
虽然知道这份设计其中必定依然存在许许多多的错误和毛病,但在完成的时候始终还是会有那么一点点的欣慰,因为真正的用心做了,努力的付出过。
最后做的或许还是很差强人意,希望老师可以原谅,以后我一定会更加努力的!
在将近两个多星期的时间里,我真正的体会到了学习的乐趣:翻阅资料,复习以前学过的相关学科知识,奔波于图书管和自习室,上网查找相关资料……为了完成这次课程设计确实很辛苦,但苦中有乐,当翻了好多资料终于找到RC文氏电桥正弦波振荡电路的资料时,心中不免一阵兴奋,开心不已。
生活就是这样,汗水预示着结果也见证着收获。
只有劳动才能让我们感到充实。
虽然这只是一次简单的课程设计,但平心而论,也耗费了不少的时间和心血,这就让我不得不佩服那些搞电子电路设计前辈们,他们为我们做出了多么大的贡献,奉献了多少时间和心血啊!
这次的课程设计让我认识到自己在学习上的不足,如以前学过的电路分析基础、模拟电子技术基础、数字电子基础,还有电子电工实习上所学到的东西在这
次的课程设计上都有运用,但当要用到这些知识时我明显的感觉到基础知识的缺乏,以致做的很吃力,这让我明白了:我一定要付出更多的努力,学好每一门学科,为以后的学习和工作打下坚实的基础。
这次的课程设计,不仅使我在知识上获得了收获,精神上更是获得了更大的激励。
让我明白了学无止尽的道理。
我们每个人都不应该满足于现有的成就,人生就像是在攀登,当你攀登到一座山峰的顶端时,你会发现还有更多更高的山峰在等着你。
挫折是一份财富,经历是一份拥有。
这次的课程设计必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆。
感谢老师可以给我们这样的一个学习的机会。
参考文献:
[1] Wayne Labs. Level measurement: Pressure methods Dominate[J] .I&CS, 2011,
(2) :37-38 .
[2] V. E. Sakharov S. A. Kuznetsov B. D. Zaitsev I. E. Kuznetsova and S. G. Joshi. Liquid level sensor using ultrasonic Lamb waves .Ultrasonics[M], 2011, 41 (4) :319-322 .
[3]华中科技大学电子技术课程组编,康华光主编.电子技术基础.模拟部分.第五版.北京:高等教育出版社,2010
[4]华中科技大学电子技术课程组编,康华光主编.电子技术基础.数字部分.第五版.北京:高等教育出版社,2011
[5]刘原主编.电路分析基础.北京:电子工业出版社,2011
[6]及力主编.Protel 99 SE原理图与PCB设计教程.北京:电子工业出版社,2007
[7](日)稻叶保著,何希才,尤克译.振荡电路的设计与应用.北京:科学出版社,2004
附录
元件清单
元件数量(个)
LM741CN 1
二极管 2
18K电阻 1
16K电阻 2
10K电阻 1
0.01uF电容 2
万能板 1。