实验9   RC桥式振荡器

一、实验目的

1. 进一步了解文氏桥振荡器的工作原理。

2. 掌握正弦振荡器的调整和测试方法。

二、实验原理

由运算放大器组成的 RC 桥式振荡器 （文氏桥振荡器） 如图 1.9.1 所示。

由图可见，RC 桥式振荡器是由放大器和反馈网络组成的。反馈电路包括Ｒ3 和 Ｒ4  组成的负反馈网络以及由Ｒ1 、Ｃ1和Ｒ2 、Ｃ2  组成的具有选频特性的正反馈网络两部分。其中，引入正反馈是为了满足振荡的相位条件，形成振荡。引入负反馈是为了改善振荡器的性能。正、负反馈网络的反馈元件正好组成一个电桥，接在运算放大器的输入和输出各端钮之间，故称为 RC 桥式振荡器。

当正反馈网络的元件满足Ｒ1 = Ｒ2 =Ｒ ，Ｃ1 = Ｃ2 =Ｃ 的条件时，电路的正反馈系数为

                  

其中，

                           

电路的负反馈系数为

                     

要使电路起振，反馈系数的模应满足下列条件：

                      

电路的振荡频率为

                       

三、实验内容及步骤

1. 电路的连接与调整

按照图 1.9.1 所示的电路原理图在面包板上插好电路。运算放大器采用 F007 集成运放。检查电路无误后，接通电源。电源电压为ＶCC = + 15 V ， ＶEE = －15 V 。

用示波器观察输出波形，并调整负反馈元件ＲW ，观察输出波形的变化情况，使输出为不失真的正弦波。

2. 测量电路的反馈系数

用晶体管毫伏表测量运算放大器同相端的电压Ｖp 、运算放大器反相端的电压ＶN 和输出端的电压Ｖ0 。计算出该电路的正反馈系数 Ｆ+ 和负反馈系数 Ｆ－ 。验证它们是否满足式 1.9.3 的条件。

3. 测量电路的振荡频率和失真度

用数字频率计测量输出信号 ＶO 的频率，并与计算值比较。在 Ｒ1 、Ｒ2 上并联同值电阻，测量输出信号的频率，并与理论值比较。

用失真度仪测量输出波形的失真度。

四、实验仪器

1． 双踪示波器                    1台

2． 晶体管毫伏表                  1台

3． 失真度仪                           1台

4． 万用表                            1块

5． 数字频率计                    1台

五、实验报告要求

1． 整理实验数据，与理论值进行比较。

2． 分析负反馈对输出波形的影响。