RC正弦波振荡器电路设计与仿真设计

电子线路EDA报告专业电气工程及其自动化学生姓名 xxx x学号 xxxxxx题目 RC正弦波振荡电路指导教师 xx2016年x月x日一、任务与要求了解用集成运算放大器构成简单的正弦波的方法，掌握RC桥式正弦波振荡器的设计、仿真与调试方法。

理解RC 正弦波振荡电路的工作原理，利用Multisim 软件创建RC 桥式正弦振荡电路图，仿真分析其起振条件，稳幅特性。

掌握Multisim 软件中常用元器件的选取和参数设置，常用电子仪表的使用及电路调试的基本方法。

设计一个RC 桥式振荡电路。

其正弦波输出为： 振荡频率：500Hz振荡频率测量值与理论值的相对误差 电源电压变化时，振幅基本稳定 振荡波形对称，无明显非线性失真二、电路原理分析1、RC 桥式振荡电路由RC 串并联选频网络和同相放大电路组成，如图1所示。

图中RC 选频网络形成正反馈电路，并由它决定振荡频率，和形成负反馈回路，由它决定起振的幅值条件和调节波形的失真程度与稳幅控制。

在满足1212R R R C C C ====，的条件下，该电路的振荡频率：o 12f RC π=（①）起振幅值条件 a bvf1a3R R A R +=≥或ba2R R ≥ （②）式中b 43d R R R r =+，d r 为二极管的正向动态电阻。

2、参数确定与元件选择一般说来，设计振荡电路就是要产生满足设计要求的振荡波形。

因此振荡条件是设计振荡电路的主要依据。

设计如图1所示振荡电路，需要确定和选择的元件如下：（1）确定R 、C 值根据设计所要求的振荡频率o f ，由式（①）先确定RC 之积，即o12RC f π=（③）为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻i R 和输出电阻o R 的影响，应使R 满足下列关系式：io R RR一般i R 约为几百千欧以上（如LM741型i 0.3M ΩR ≥），o R 而仅为几百欧以下，初步选定R 之后，由式（③）算出电容C 值，然后，再复算R 取值是否能满足振荡频率的要求。

实验五：RC正弦波振荡电路
一、实验目的
了解RC正弦波振荡器的两个组成部分。

了解正弦波振荡器的两个振荡条件。

掌握桥式RC正弦波振荡电路的调试和振荡频率的测量。

二.实验设备
安装Multisim10软件的计算机
三．实验内容
编辑RC正弦波振荡电路，验证振荡条件，计算并测试输出正弦波的周期。

四．实验步骤
1．编辑仿真电路如图2所示。

其中电位器R5的Increment栏设置为1%，初始时百分比为50%。

图2
2. 示波器放大面板中各栏设置如图3所示。

3. 打开仿真开关，但在示波器屏幕上看不到振荡正弦波形，为什么？
答：因为11+4.7<2*10，不能满足起振条件。

4. 按A键，逐渐增大电位器的百分比，观察何时可以看到电路起振波形，为什么？记录此时电位器的值。

答：当百分比为70%时，此时满足起振条件。

5. 继续增大电位器的百分比，将看到振荡器波形出现上、下削波失真。

6. 下调电位器的百分比，使输出正弦波达到不失真，测出正弦波的幅值。

根据此时电位器的值，判断振荡条件与理论是否相符？
答：此时幅值为11.117v,相符.
7．测出正弦波的周期，并与理论值比较，是否相符？
答：周期为6.364ms,相符。

rc正弦波振荡电路设计
RC正弦波振荡电路的设计过程可以按照以下步骤进行：
1.确定振荡频率：根据需要，选择合适的振荡频率。

2.确定电路参数：根据振荡频率，计算RC电路的参数，即电阻R和电容C 的值。

对于正弦波振荡电路，振荡频率f与R和C的关系为f=1/2πRC。

因此，已知振荡频率f，可以求出R和C的值。

3.设计电路：根据计算出的R和C的值，设计RC正弦波振荡电路。

电路一般由放大器、RC电路和正反馈网络组成。

放大器可以选择合适的运放或比较器等器件，RC电路选择相应的电阻和电容器件，正反馈网络可以选择相应的电阻或电容元件。

4.调整电路：在实际应用中，可能需要根据实际情况对电路进行调整，以获得更好的性能。

例如，可以通过调整放大器的反馈系数、RC电路的元件值等来调整振荡频率和幅度。

5.测试电路：在调整完成后，对电路进行测试，观察是否能够正常工作并产生稳定的正弦波输出。

总之，RC正弦波振荡电路的设计需要综合考虑电路参数、元件选择、电路结构等因素，并经过调整和测试来获得最佳性能。

课程设计课程名称：模拟电子技术A设计名称：RC正弦波振荡电路专业班级：学号：学生姓名：指导教师：2018年1月5 日XX大学课程设计任务书学生姓名专业班级课程名称模拟电子技术A设计名称RC正弦波振荡电路设计设计周数 1 设计任务主要设计参数⑴振荡频率：500Hz；⑵振荡频率测量值与理论值的相对误差小于；⑶振幅基本稳定，振荡波形对称；⑷电源电压变化在以内时，无明显非线性失真。

设计内容设计要求⑴RC正弦波振荡电路形式有多种，按照设计要求，提出两种设计方案，进行比较后确定选用方案。

⑵用Multisim软件设计电路原理图；②根据电路功能及技术指标要求，计算电路各元件的参数；③对所设计电路进行仿真、调试，使所设计电路能实现设计要求。

④对仿真过程和仿真结果进行分析。

⑤将仿真测得的正弦波频率,输出幅值分别与理论计算值进行比较,分析产生误差的原因。

⑥如果所设计的RC正弦波振荡电路不能起振，一个条件哪个参数？如何调节？（通过仿真验证）⑦如果输出波形失真，应该调节哪个参数？如何调节？（通过仿真验证）主要参考资料[1]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[2]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[3]刘原主编.电路分析基础.北京：电子工业出版社，2011[4]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[5]（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学生提交归档文件“课程设计说明书”一本（用word编辑排版打印）要求：内容准确，表述清晰、调理，图文详尽。

注：1.课程设计完成后，学生提交的归档文件应按照：封面—任务书—说明书—图纸的顺序进行装订上交（大张图纸不必装订）。

2.可根据实际内容需要续表，但应保持原格式不变。

《电子设计基础》课程报告设计题目：RC正弦波振荡器电路设计及仿真学生班级：学生学号：学生姓名：指导教师：时间：成绩：西南xx大学信息工程学院一.设计题目及要求RC正弦波振荡器电路设计及仿真，要求：（1）设计完成RC正弦波振荡器电路；（2）仿真出波形，并通过理论分析计算得出频率。

二.题目分析与方案选择在通电瞬间电路中瞬间会产生变化的信号且幅值频率都不一样，它们同时进入放大网络被放大，其中必定有我们需要的信号，于是在选频网络的参与下将这个信号谐振出来，进一步送入放大网络被放大，为了防止输出幅值过大所以在电路中还有稳幅网络（如图一中的两个二极管），之后再次通过选频网络送回输入端，经过多次放大稳定的信号就可以不断循环了，由于电路中电容的存在所以高频阻抗很小，即无法实现放大，且高频在放大器中放大倍数较小。

三.主要元器件介绍10nf电容两个；15kΩ电阻一个；10kΩ电阻三个；滑动变阻器一个；2.2k Ω电阻一个；二极管两个；运算放大器；示波器四.电路设计及计算图 1在multisim软件上做的仿真电路图如图1。

电路震荡频率计算：f=1/2πRC起振的复制条件：R f/R i>=2 其中R f=R w+R2+R3/R d由其电路元件特性R=10KΩC=10nF电路产生自激震荡，微弱的信号1/RC 经过放大，通过反馈的选频网络，使输出越来越大，最后经过电路中非线性器件的限制，使震荡幅度稳定了下来，刚开始时A v=1+R f/R i >3。

平衡时A v=3，F v=1/3(w=w0=1/RC)五.仿真及结果分析在multisim中进行仿真，先如图一连接好电路，运行电路，双击示波器，产生波形如下图图2刚开始运行电路时，输出波形如图2，几乎与X轴平行，没有波形输出。

图3经过不久，波形就开始产生振荡，幅度逐渐增大，并达到一个最大值后，保持幅度以正弦输出。

如图3六.PCB板排布图4Protel 99 se中做出来的原理图如图四，pcb如下图。

摘要振荡器是一种在没有外加激励信号，而自动的将直流电源产生的能量转化为具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流信号的电路。

振荡器一般由晶体管等有源器件和具有选频能力的无源网络所组成。

振荡器的种类很多，根据工作原理来分，可分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。

根据所产生波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。

根据选频网络所采用的器件来分，可分为LC振荡器、晶体振荡器以及RC振荡器等。

正弦波振荡器在无线电技术中应用非常广泛。

在通信系统中，可用来产生发射极部分的载波信号和接收机中的本地震荡信号。

在电子测量仪器中，可用来各种频段的正弦波信号。

本课程主要研究RC正弦波振荡器的电路设计与proteus软件仿真。

滤波器是对波进行过滤的器件。

它的作用实质上是“选频”，即允许某一部分的信号顺利通过。

在无线电技术、自动测量和控制系统中，常被用来对模拟信号进行处理，如数据传送、抑制干扰。

滤波器根据工作信号的频率范围，可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。

本课程主要是对带通滤波器的设计与仿真。

关键词：RC正弦波振荡器；滤波器；proteus仿真目录1 绪论 (1)2 设计任务 (2)2.1课程设计的目的 (2)2.2课程设计任务与要求 (2)2.3课程设计技术指标 (2)3 RC正弦波振荡器工作原理 (3)3.1 电路原理及元件选择 (3)3.2 参数计算 (3)4 4阶带通滤波器工作原理 (5)4.1 电路原理及元件选择 (5)4.2 参数计算 (5)5Proteus软件介绍 (6)6电路仿真与结果分析 (7)6.1 RC正弦波振荡器仿真与结果分析 (7)6.2 4阶带通滤波器器仿真与结果分析 (7)致谢 (10)参考文献 (11)1 绪论本次课程设计的内容包括RC正弦波振荡器电路和高阶带通滤波器电路的设计与仿真两部分。

RC正弦波振荡器电路由四部分组成：放大电路，反馈网络，选频网络，稳幅环节。

其中放大电路和反馈网络构成正反馈系统，共同满足AF=1。

RC正弦波发生器的设计与仿真1.课程设计目的1、理解RC正弦波振荡器的工作原理；掌握调试RC振荡器频率特性的方法。

2、学习与掌握Multisim等仿真软件的元件搜寻、电路搭建、仿真分析等基本操作。

3、基于Multisim或其他仿真软件实现RC正弦波振荡器具体设计与模拟仿真，掌握元件、电路的仿真和波形的测试技能。

2.设计方案论证本实验使用的一个软件是Multisim，它是一款电子电路仿真的虚拟电子工作台软件，采用直观的图形界面创建电路，在计算机屏幕上模仿真实实验室的工作台，绘制电路图需要的元器件，电路仿真需要的测试仪器均可以直接从屏幕上选取；软件仪器控制面板外形和操作方式都与实物相似，可以实时显示测量结果；Multisim软件带有丰富的电路元件库，提供多种电路分析方法；作为设计工具，它可以同其它流行的电路分析，设计和制版软件交换数据;Multisim还是一个优秀的电子技术训练工具，利用它提供的虚拟仪器可以用比实验室中更灵活的方式进行电路实验，仿真电路的实际运行情况，熟悉常用电子仪器测量方法。

Multisim工作环境如图1所示图1 Multisim工作环境Protel 包含电路原理图设计，电路原理图仿真测试，印制电路板设计，自动布线器和FPGA/CPLD设计，覆盖了以PCB为核心的整个物理设计。

它提供了进行层次原理图设计的环境，支持“自上而下”和“自下而上”的层次电路设计，能够完成更加大型，更为复杂的电路设计。

Protel 提供了丰富的原件原理图库和PCB封装库，并且库的管理和编辑功能更加完善，草组更加简便。

电路设计人员通过Protel提供的编辑工具，可以方便的实现库中没有包含的原件原理图以及PCB封装的设计制作。

它提供了原件集成库的概念。

在它的元件集成库中集成了元件的原理图符号，本次设计重要通过 Protel 绘图软件完成正弦波发生器原理图的绘制及PCB图的绘制，并利用Multisim软件进行编译、仿真出正弦波波形，并对其进行比较。

rc正弦波振荡器电路设计及仿真
！
正弦波振荡器电路的设计和仿真是电子技术的一个重要课题，对电子技术的研究有重
要的意义。

正弦波振荡器是一种典型的振荡电路，它可以用来产生正弦波和方波。

因其电
路简单，性能稳定，用途广泛，在电子电路技术中被广泛应用。

正弦波振荡器的基本原理是把正弦波加以无穷次平均，用此组成两极结构，即动态输
入和动态输出端口，把正弦波作为输入量，由输入端口输送到输出端口，通过反馈回路在
输入端口进一步处理，使其可以不断循环。

根据正弦波振荡器的工作原理，结合实际的应用需求，可以设计出一种满足要求的正
弦波振荡器电路。

其核心电路为双极复放机构，由输入阻抗器连接在振荡管的基极，另一
极连接地；反馈分支由调节圈提供反馈能量，当振荡管的基极的电压超过一定的值得时候，参考管会调节输出端口的电压，而正弦波振荡器就是通过这种反应机制实现正弦波振荡的。

在正弦波振荡器的设计与仿真中，可以采用SPICE模拟工具，运用电路技术与分析技术，对正弦波振荡器电路进行仿真，加以验证电路设计的可行性，并评估其性能参数，致
力于达到设计规定的要求。

总之，正弦波振荡器电路的设计与仿真是一个相当重要的课题，可以通过SPICE模拟
工具与电路技术来实现，并有效地验证仿真结果，为电子技术提供参考，提高电子产品的
质量。

RC正弦波振荡电路设计首先，我们需要了解RC正弦波振荡电路的基本原理。

振荡器是一种电路，它能够将直流电源的能量转换为交流信号。

在RC振荡电路中，我们使用了一个电容和一个电阻来实现振荡。

在RC正弦波振荡电路中，电容充电和放电的时间常数（记为τ）非常重要。

时间常数τ决定了振荡频率的大小，公式为τ=RC，其中R为电阻的阻值，C为电容的电容值。

接下来，我们将详细介绍如何设计RC正弦波振荡电路。

设计过程分为以下几个步骤：1.确定振荡频率：首先根据需要确定振荡的频率范围，并选择一个合适的频率。

振荡频率主要由电容值和电阻值决定，可以通过调整它们的比例来改变频率。

2.选择电容和电阻：根据已知的振荡频率，选择一个合适的电容和电阻。

一般来说，电容的值可以在几十皮法（pF）到几百微法（uF）之间选择，而电阻的值可以在几百欧姆（Ω）到几兆欧姆（MΩ）之间选择。

3.计算时间常数：根据所选择的电容和电阻的值，计算时间常数τ。

时间常数τ决定了振荡的频率，可以根据τ=RC公式计算得出。

4.根据振荡频率调整电容和电阻：如果振荡频率与所需要的频率不一致，可以通过调整电容和电阻的比例来改变频率。

通常来说，增加电容值可以降低频率，而增加电阻值可以提高频率。

5.考虑放大器：为了增强正弦波信号的幅度，可以在RC振荡电路中添加一个放大器电路。

放大器电路一般采用运算放大器、晶体管等元件实现。

6.振荡电路的稳定性：为了确保RC振荡电路的稳定性，可以在电容的两端或电阻的两端添加阻尼电阻，用来衰减振荡中的能量。

7.电源：振荡电路需要一个直流电源供电，电源电压的稳定性会影响振荡器的稳定性，因此需要选择一个稳定的电源。

最后，设计好RC正弦波振荡电路后，可以使用示波器等仪器进行验证，观察输出的波形是否为正弦波，并调整电容和电阻的值，使得输出的波形更加稳定和准确。

总结来说，RC正弦波振荡电路的设计步骤包括确定振荡频率、选择电容和电阻、计算时间常数、根据频率调整电容和电阻、考虑放大器、确保振荡电路的稳定性和选择稳定的电源。

Multisim10的RC正弦波振荡电路仿真设计论文摘要：应用Multisim10软件对RC正弦波振荡电路进行仿真分析，结果表明仿真与理论分析和计算结果几乎完全一致，而且更形象、灵活，更贴近工程实际，可以达到帮助学生理解原理，更好地掌握所学的知识的目的，对提高学生发散性思维能力和分析问题、解决问题的能力具有重要的意义。

0 引言模拟电子技术是电子信息类重要的专业基础课，学生学习时感觉困难很多，使用Multisim软件进行模拟电子技术原理的仿真，可以克服时间、场地、仪器等带来的限制，让学生在课前或课后对所学知识进行预习和巩固，使得抽象枯燥的理论引入到软件仿真中，有利于把理论理解得更透彻。

该软件较适合模电仿真，它可以用来仿真所有的模拟电路，功能非常强大。

可以仿真运放电路、三极管的放大电路、场效应管放大电路、正弦波产生电路、直流稳压电路等，得到了很好的效果。

尤其在正弦波振荡电路中可以看到起振、稳幅的过程，这即使在实验室中使用常规的仪器也很难观测出来。

正弦波振荡电路是在没有外加输入信号的情况下，依靠电路自激振荡而产生正弦波输出电压的电路。

正弦波振荡电路是由放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节构成。

图1是基本原理框图，选频部分可以在放大电路中，亦可在反馈网络中，稳幅环节主要由非线性元件构成。

重点在于掌握放大和选频的原理，而难点在于理解起振过程、稳幅环节。

本文分析了几种振荡电路，无论对于哪种振荡电路，由于比较抽象，用传统方法精确分析起振、稳幅、振荡频率的大小都是比较困难的，而用Multisim10软件则可灵活方便地进行仿真分析[1]，在课堂教学中就可以生动地体现产生的过程。

1 RC正弦波产生电路仿真分析1.2 结型场效应管RC正弦波产生电路如图6所示。

该电路R1、C1、R2、C2的作用与图2相同，稳幅环节由结型场效应管2N3458及外围电路构成，调节R5、R6，使得Af=1+R5/（rds+R3）>3，当电路起振后，随着幅值的增大，经过D1整流、C3滤波后，C3与R4节点处为负电位幅值也增大，经R4、R6分压后Q1的栅源电压vGS也在增大，由图5所示的JFET的传输特性可知，可变电阻区几乎是线性的，vGS 增大，斜率减小，沟道电阻rds在增大，故Af减小。