长江大学：《电路与模拟电子技术实验》课程教学课件（PPT讲稿）7.文氏电桥振荡器

实验8.文氏电桥振荡器1.实验目的1.1.掌握文氏电桥（RC正弦）振荡器的工作原理，研究负反馈强弱对振荡器的影响：1.2.掌握用示波器测量正弦波振荡器振荡频率与电压的方法：1.3.学习测量选频放大器的幅频特性和相频特性的方法。2.实验原理与实验电路D1D2RbR1大210k10k1N40072.1.RC正弦振荡电路如图-1：C112V4eRvRC正弦振荡电路由RC串并选频网0.01uuoup络及同相放大器组成。10k3UA741R2R2与D1、D2构成等效反馈电C2Ra10k5-12V0.01u5.1k阻，与R1组成反馈比例电路RV:调负反馈D：起振限幅D1、D2在起振时电阻大，利于图-1RC正弦振荡电路起振，在uo幅值大时稳幅整形2025/11/15长江大学电工电子实验中心龙从玉

2025/11/15 长江大学电工电子实验中心龙从玉 1 2.1. RC正弦 振荡电路如图-1： RC正弦振荡电路由RC串并选频网 络及同相放大器组成。 R2与D1、D2构成等效反馈电 阻，与R1组成反馈比例电路。 D1、D2在起振时电阻大，利于 起振，在uo幅值大时稳幅整形。 实验8.文氏电桥振荡器 1.实验目的 1.1.掌握文氏电桥（RC正弦)振荡器的工作原理,研究负反馈强 弱对振荡器的影响; 1.2.掌握用示波器测量正弦波振荡器振荡频率与电压的方法； 1.3.学习测量选频放大器的幅频特性和相频特性的方法。 2.实验原理与实验电路 3 2 6 7 4 1 5 U1 UA741 30% Rv 10k C1 0.01u C2 0.01u 12v -12v uo R2 10k D1 1N4007 D2 up 图-1 RC正弦振荡电路 RV:调负反馈 D:起振限幅 R1 10k Rb 10k Ra 5.1k

2.2.RC正弦振荡电路特性在RC正弦振荡电路中：UpFu=UO反向比例电路：Ra和Rf决定起振wwo3+j(wwo条件Au=1+(Rf/Ra)≥3正弦电路振荡角频率：Wo=1/(RC)频率：f。=Wo（2元）=1/(2元RC）当w=w时：输入up输出uo同相位，相位差为零即：Pr=0；电压增益为3，即：up/u=1/3。2.3.RC选频电路实验断开正反馈电路--RC串并选频电路与运放输出端的联接输入等幅的、频率变化的正弦信号，测量并记录输出信号的变化状况：ffo!输出信号uo电压衰减，uo相位落后于ui22025/11/15长江大学电工电子实验中心龙从玉

2025/11/15 长江大学电工电子实验中心龙从玉 2 在RC正弦振荡电路中： 反向比例电路：Ra和Rf决定起振 条件Au= 1+(Rf/ Ra)≥3 正弦电路振荡角频率: ωo=1/(RC) 频率: fo=ωo/(2π) =1/(2πRC) ) ω ωo ωo ω 3 j( 1 Uo Up Fu + − = =    2.2. RC正弦振荡电路特性: 当ω=ωo时: 输入up输出uo同相位，相位差为零即： φf =0； 电压增益为3，即：up/uo=1/3。 2.3.RC选频电路实验 断开正反馈电路-RC 串并选频电路与运放输出端的联接， 输入等幅的、频率变化的正弦信号，测量并记录输出信号的 变化状况： f fo 输出信号uo电压衰减， uo相位落后于ui

3.实验内容与实验步骤3.1.RC正弦振荡电路实验步骤：RbD1D2R1①.计算RC电路的振荡频率大10k10k1N4007②.先将RW调大使电路起振C112v+.Rv③.再逐步调小RW使输出波形为正0.01uupuo弦波。10k3UA741R2判据1：Up与Uo同相位；C2Ra10k5-12v0.01u5.1k判据2：Up/Uo=1/3.RV:调负反馈PAD：起振限幅④.测量正弦波的输出频率fo.与输图-1RC正弦振荡电路出电压uo。表-1RC正弦波振荡电路实验记录表RC计算频率fo测量To实验频率foupuo10k0.01u1591HZ32025/11/15长江大学电工电子实验中心龙从玉

2025/11/15 长江大学电工电子实验中心龙从玉 3 表-1 RC正弦波振荡电路实验记录表 R C 计算频率fo up uo 测量T0 实验频率fo 10k 0.01u 1591Hz 3.实验内容与实验步骤 3.1.RC正弦振荡电路实验步骤： ①. 计算RC电路的振荡频率； ②.先将RW调大使电路起振； ③.再逐步调小RW使输出波形为正 弦波。 判据1：Up与Uo同相位； 判据2：Up/Uo=1/3. ④.测量正弦波的输出频率fo.与输 出电压uo。 3 2 6 7 4 1 5 U1 UA741 30% Rv 10k C1 0.01u C2 0.01u 12v -12v uo R2 10k D1 1N4007 D2 up 图-1 RC正弦振荡电路 RV:调负反馈 D:起振限幅 R1 10k Rb 10k Ra 5.1k

3.2.RC选频网络实验内容与实验步骤：ui断开①.保持运放比例电路不变RbD1D2R1正弦振荡电路的正反馈电路大1010k1N4007②.从RC串并选频网络端接信号C112V.Rv源，构成RC选频电路0.01uU1upuo③.保持信号源电压不变，改变信10k3UA741R2号频率f；C2Ra10k5-12v0.01u5.1k④.分别测量输出频率fo、电压uoRV:调负反馈D：起振限幅与相位差^t/T记录在表-2中。图-2RC正弦选频电路ui=5V表-2测量选频电路幅频特性与相频特性记录表100500fo5K10K输入信号f(hz）输出信号uopp相位差/周期^tT相位差角（(P）备注：输入/输出信号相位差鱼：=（^t）*36002025/11/154长江大学电工电子实验中心龙从玉

2025/11/15 长江大学电工电子实验中心龙从玉 4 ①.保持运放比例电路不变，断开 正弦振荡电路的正反馈电路； ②. 从RC串并选频网络端接信号 源，构成RC选频电路。 ③.保持信号源电压不变，改变信 号频率f； ④.分别测量输出频率fo、电压uo 与相位差△t/T,记录在表-2中。 3.2. RC选频网络实验内容与实验步骤： 表-2 测量选频电路幅频特性与相频特性记录表 ui=5V 输入信号f(hz) 100 500 f0 5K 10K 输出信号uopp 相位差/周期△t/T 相位差角(φ) 备注：输入/输出信号相位差角：φ=（△t/T）*3600 3 2 6 7 4 1 5 U1 UA741 30% Rv 10k C1 0.01u C2 0.01u 12v -12v uo R2 10k D1 1N4007 D2 up 图-2 RC正弦选频电路 RV:调负反馈 D:起振限幅 R1 10k Rb 10k Ra 5.1k ui

图-3RC选频电路图VuiD1D2R4OZC110k1N40010.01u1N4001选频电路输入输出波形f=100RV1U1:A(V-)-VALUE=-12选频电路输入输出波形f=1591选频电路输入输出波形 f=10k1U1:A%9ANALOGUE ANALYSIS2V15.00ALM324310kuoUD+R2R30.00Ok5.1kVALUE=12U1:A(V+)-5.000.00200u400052025/11/15长江大学电工电子实验中心龙从玉

2025/11/15 长江大学电工电子实验中心龙从玉 5 U1:A(V+) VALUE=12 U1:A(V-) VALUE=-12 R1 10k R2 10k R3 5.1k R4 10k D1 1N4001 D2 1N4001 C1 0.01u C2 0.01u 16% RV1 10k 3 2 1 4 11 U1:A LM324 图-3 RC选频电路图 uo ui 选频电路幅频相频曲线 AM FM + - 选频电路输入输出波形f=100 选频电路输入输出波形f=1591 选频电路输入输出波形 f=10k

SUING*S3SRRAEEEEE图-4RC正弦振荡电路1.RC正弦振荡电路的测量028实验操作示意图2.RC选频电路的测量：①断开RC电路与运放输出PAI的链接；PA2②从信号源输入ui=5V.改变整流频率f的信号，测量相应的输出uo.做幅频与相频曲线DaeC13TPE40PC41C8TPCTPCBOR10R2864233K51K0.010TPCHTPCO120PCBUIPCAQ1204大CB576TPC77P5IDCRPO5D015TPC88TPC8S16接地2025/11/15长江大学龙从玉6

2025/11/15 长江大学 龙从玉 6 接地 图- 4 RC正弦振荡电路 实验操作示意图 1.RC正弦振荡电路的测量 2.RC选频电路的测量： ①断开RC电路与运放输出 的链接； ②从信号源输入ui=5V.改变 频率f的信号，测量相应的 输出uo.做幅频与相频曲线 RW 可用 10K

4.实验注意事项4.1.测量开环相频特性时，注意uo与ui的相位差β在fo前后要发生正负变化！！！4.2.在测量相频特性的时间差△t换算相位差pr时，要代入此时的周期工来计算！5.实验报告要求5.1.将实验测到的RC正弦波振荡器的振荡频率与计算值频率比较，分析产生误差的原因·5.2.根据实验数据，作出选频放大器的开环幅频特性曲线和相频特性曲线5.3.验证RC正弦波振荡器的振荡条件2025/11/15长江大学电工电子实验中心龙从玉

2025/11/15 长江大学电工电子实验中心龙从玉 7 5.实验报告要求: 5.1.将实验测到的RC正弦波振荡器的振荡频率与计 算值频率比较,分析产生误差的原因． 5.2.根据实验数据，作出选频放大器的开环幅频特 性曲线和相频特性曲线。 5.3.验证RC正弦波振荡器的振荡条件。 4.实验注意事项： 4.1.测量开环相频特性时，注意uo与ui的相位差φ 在fo前后要发生正负变化！！！ 4.2.在测量相频特性的时间差△t换算相位差φf时， 要代入此时的周期T来计算！