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RC桥式正弦波振荡电路09信工五班-古立全-21号一、电路预设计（包括电路结构的分析、设计，元件参数的计算，电路指标的核算）电路结构的分析与设计：电源供电方式：双电源供电、12V电路结构：选频网络为RC选频网络，放大电路为正相比例放大电路中心频率：文氏电桥式RC振荡器适用于低频振荡信号，一般用于产生频率为1Hz-1MHz的正弦波信号，在本实验中，中心频率选为1000Hz。元件参数的计算：（1）确定R、C值由于f0=1/2πRC=1000Hz，得到RC=1/2πfo=1.59*10-4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Ri和输出电阻Ro的影响，应使R满足下列关系式：RiRRo，一般Ri约为几百千欧以上，Ro仅为几百欧以上。故确定R=16KΩ，则C=0.01uF。（2）确定R1、RfRC选频网络对于中心频率f0的放大倍数为F=１/3，而回路起振条件为AF=1。故放大电路的电压放大倍数A=(R1+Rf)/R1=3，即Rf/R1=2，取Rf/R1=2。而Rf=RRP+R2//rd其中，rd为二极管的正向动态电阻。为了减小输入失调电流和漂移的影响，电路应该满足直流平衡条件，即：R=R1//Rf=16KΩ（3）确定稳幅电路实验证明，取R2≈rd时，既能够减少二极管特性的非线性而引起的波形失真，又能起一定的稳幅作用，取R2=5.1KΩRRpR1voR2－＋R2RCC综上所述：由Rf/R1=2R=R1//Rf=16KΩRf=RRP+R2//rdrd≈5.1KΩ得：R1=24kΩRf=48kΩRRP=45.5kΩ二、搭建实验仿真电路并构建测试环境三、分析电路中正反馈RC选频网络参数对性能的影响体现在哪方面？①由于f0=1/2πRC，选频网络参数R、C的乘积影响决定了正弦波的中心频率，②为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Ri和输出电阻Ro的影响，应使R满足下列关系式：RiRR0。也就是说，当此条件不满足时，将会使中心频率f0偏离1/2πRC③除此之外，使RC乘积不变，在不同的R下，波形的幅度也会有所不同，具体原因有待解释。（保持RC乘积不变时）R16Ω160Ω1600Ω16kΩ160kΩ16000kΩfo941Hz986Hz989Hz989Hz989Hz988HzVpp1.88V16.4V17.4V17.4V17.3V15.0V四、分析负反馈环节中：RP、R2与R1的大小比例关系应如何选择才能满足起振效果？在电路正常起振的条件下，RP、R2中的哪一个对起振速度有更明显的效果？哪一个对输出正弦波的削波情况有明显的改善作用？以理论分析之余，请选取3个元件值并测取相应指标用以支持你的分析结论①RP、R2与R1的大小比例关系应如何选择才能满足起振效果？由Rf=RRP+R2//rdA=(R1+Rf)/R1=3即A=（R1+RRP+R2//rd）/R1≈3时，即当RRP+R2//rd≈2R1时，满足起振效果。②在电路正常起振的条件下，RP、R2中的哪一个对起振速度有更明显的效果？控制变量法研究R2、Rp对起振速度的影响R2=5kΩ时，Rp/kΩ434444.54545.54646.5T/ms停振4524181614（削波）11（削波）Rp=45.5kΩ时，R2/kΩ3456T/ms140241612由数据可见，在电路正常起振的条件下，改变R2和Rp都能影响电路起振速度。当Rp越大时，起振速度越快，且稳定幅度越大，但容易出现削顶；当R2越大时，起振速度也越快。③哪一个对输出正弦波的削波情况有明显的改善作用？RP作为主要因素影响放大电路的电压增益，降低RP即降低电压增益对输出正弦波的削波情况有明显的改善作用。而改变R2对削波基本不起改善作用。。从图中可以得知：当RRP增大时，稳定波形的幅度增大，换言之，降低RRP可以使稳定波形幅度降低，从而改善削波情况。