RC正弦波振荡器 一、 实验目的 二、 实验原理 三、 实验电路 四、 实验内容 五、实验报告要求 六、思考题

一、实验目的 1. 掌握自激振荡的概念及条件。 2. 掌握RC正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）的组 成及工作原理。 1. 掌握自激振荡的概念及条件。 2. 掌握RC正弦波振荡器（文氏电桥振荡器）的组 成及工作原理。 3. 掌握RC正弦波振荡器的调试、测量方法。

二、实验原理 1. 振荡器: 在只有直流电源供电情况下，能将直流电能转换为具有 一定频率的交流电信号输出的电子电路或装置 。 2. 基本组成： 包括放大电路、反馈网络、选频网络（一般选频网络和反馈网络合二为一）及稳幅环节（由半导体器件的非线性实现）。 反馈振荡器组成框图

3.振荡的建立 1） 接通电源瞬间的电扰动，包含丰富的频率分量，选频网络对某一特定的频率分量 f0 形成正反馈并输出较大的正弦电压。该电压送到放大器输入端，进入放大—选频—反馈的往复循环过程， 由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终稳定在一定幅值，达到动态平衡。 2）自激振荡建立的起始阶段，是振幅不断增加的过程，即每一次的反馈信号uf 总大于前一次的输入信号ui。 振荡建立过程波形 起始 建立 平衡 起振与平衡过程图 振荡特性 反馈特性

4. 振荡电路的振荡条件 1）起振条件： 振幅起振条件： 相位起振条件： 2）平衡条件 振幅平衡条件： 相位平衡条件： 3）稳定条件 振幅稳定条件: （放大器自行满足） 相位稳定条件: （选频网络自行满足）

5. 主要技术指标: 1） 振荡频率f0及频率稳定度△f /f0 2）振荡幅度Vo及幅度稳定度△V/Vo 3）波形失真

三、实验电路 1）电路结构 放大器若采用单级共射电路。能否产生振荡？为什么？ 如图，振荡器由两级共射极放大器和R、C串并联网络构成； 两级共射极放大器的输出电压uo与输入电压ui同相， RW 、RF 构成负反馈支路，调节RW可以改变放大倍数 A=uo /ui 。 R、C网络进行正反馈及选频。

2）RC串、并联网络 1

四、实验内容 1. 测量振荡器的振荡幅度及幅度稳定度 幅度稳定度：是指时间或温度、湿度、电源电压及负载等因素在一定变化范围内振荡幅度的相对变化程度。 接通电源电压EC（+12V），连接VF 与Vi 两点，用示波器2通道接振荡器输出端。调节电位器RW，使振荡器输出不失真正弦波形，用示波器多次测量振荡器的输出振幅 （有效值），计算幅度稳定度 。 其中： 为多次测量值中偏离 最大者。

四、实验内容 2. 用示波器的频率计测量振荡器的振荡频率 及频率稳 定度 频率稳定度：是指时间或温度、湿度、电源电压及负载 2. 用示波器的频率计测量振荡器的振荡频率 及频率稳 定度 频率稳定度：是指时间或温度、湿度、电源电压及负载 等因素在一定变化范围内振荡频率的相对变化程度。 ―额定振荡频率（理论值或在规定环境下高精度仪器的测量值，实验中取 ―绝对频率稳定度（实验中取 为多次测量值中偏离 最大者）

四、实验内容 3. 李莎茹图形法测量 （1）将示波器设置为<X—Y>工作模式； （2）示波器1通道接信号源输出，2通道接振荡器输出； （3）调节示波器1、2通道垂直灵敏度V/DIV，使示波器屏幕上图形适当； （4）改变信号源频率 ，使示波器屏幕上出现如图5中任一清晰稳定的李沙茹图形； （5）读取信号源频率值，按公式计算振荡器的振荡频率 。 为水平线与图形的交点数， 为垂直线与图形的交点数。

四、实验内容 4. 测量RC串并联网络的幅频特性和相频特性曲线 （1）将RC串并联网络的输出端VF 与放大器的输入端Vi 断开。 （2）信号源输出接放大器输入Vi （1Vpp），示波器1通道接放大器输出 VO 端，2通道接RC网络输出 VF 端。 （3）按下表选取不同的信号频率f，测量VO （不失真）和VF及它们之间的相移（相位差） ，计算反馈系数 绘制RC串并联网络的幅频特性和相频特性曲线。 输入信号频率 （HZ） （有效值）

四、实验内容 5.振荡器的三种工作状态（输出失真、不失真和停振） 状态1： （1）连接VF 与Vi 两点，调节RW使振荡器输不出失真正弦波形。 （2）断开VF 与Vi 两点，从Vi 点接入频率为fo的正弦信号，用示波器测量Vi 及Vo （外加信号后Vo不失真），计算放大器的电压放大倍数 A= Vo /Vi 和环路增益FA。 状态2： 连接VF 与Vi 两点，调节RW使振荡器输出失真波形。重复（2）。 状态3： 连接VF 与Vi 两点，调节RW使振荡器停振（显示一条水平线）。重复（2）。 6. 改变RC值，测量振荡器的输出电压幅度及频率。（选做）

五、实验报告要求 六、思考题 1、实验目的和实验原理简介，附实验电路图及元器件参数。 2、按实验步骤整理实验结果，并与理论分析比较。 ⑴ 比较 实际测量值与理论值 ，分析误差来源。 ⑵ 比较实际 附近 的测量值与理论值 ，分析误差来源。 ⑶三种工作状态下测量得出的环路增益 是否符合理论分析中 =1、 >1和 <1？ 六、思考题 1、分析出现三种工作状态的原因。

直流稳压电源GPD-3303D: 给电路提供直流工作电压 CH1：独立工作 VOLTAGE：电压调节 按下FINE灯亮，微调 CURRENT：电流调节 按下FINE灯亮，微调 OUTPUT：输出开关 +12V LOCK：锁定键 电源开关 GND

信号源SDG5112: 为电子电路提供测试信号 [大旋轮]:微调幅度、频率等参数。 数字键盘:用于输入参数 [CH1] [CH2]:通道选择键 [Waveforms]:波形选择键 [Parameter]:参数设置键，可直接切换到设置参数的界面

信号源输出通道选择： ①按CH1或CH2键 ②按屏幕下方第一个按键（输出状态选择：打开） ③按屏幕下方第二个按键（负载选择：50Ω）

示波器DSO-X 2014A： 观察、测量信号的时域波形、幅值、脉宽等。 触发源选择按钮* 水平调节旋钮 扫描速率显示区 水平控制菜单 水平位移 触发电平调节旋钮 手动测量旋钮 自动测量按钮 多功能旋钮 存储按钮 幅度/垂直灵敏度 调节 垂直位移 软键 开关 通道输入端口 电源开关 USB插口 测量数据显示区

数字示波器使用 接入信号以后： 1.按【Auto Scale】键，自动调整显示输入信号波形。按动“垂直位移”和“水平位移”按钮，使波形居中，调节“Time/Div”旋钮，使波形适合观测。按【Trigger】键，选择合适的触发源、类型，调节“触发电平”旋钮，使波形稳定显示。 2.自动测量，按【Meas】键，直接显示测量值；注意若换源测量，需“清除测量值”，再按【Meas】键进行测量。 3.手动测量，按【Cursors】键，调出测量光标线，旋转并按下“光标”旋钮，进行光标线选择，被选中的光标线颜色变淡。再旋转 “光标”旋钮，可移动被选中的光标线。

数字示波器使用 4.常用键： 【Trigger】→触发控制菜单 触发源 【Meas】→测量菜单 测量源

数字示波器使用 4.常用键： 【Horiz】→水平控制菜单 【1】、【2】、【3】、【4】通道键→垂直控制菜单