正弦波振荡器的设计与制作

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1、资格考试正弦波振荡器的设计与制作,Sine Wave Oscillator Design关键字：正弦波振荡器的设计与制作正弦波振荡器的设计与制作在进行音频放大器的调试时，常需要低失真正弦信号发生器。有一台正弦波发生器是很必要的，本文设计制作可达到这一目的。正弦波振荡电路有多种，但常用的是文氏电桥振荡器，图 1是其原理简图。在运放的同相输入端由 RC滤波器构成正反馈，其谐振频率决定了振荡器的振荡频率 f=l2RC；在运放的反相输入端，由电阻构成负反馈，R1R2 的比值决定了振荡波形。在正反馈回路中当 R相等及 C相等时，放大器的增益等于 3,电路起振，即 R1=2R2。如果 R12R2，输出波形

2、的顶部将被压缩为平顶。故对于文氏电桥振荡器，要求增益稳定。常用的稳定办法是采用灯泡代替电阻 R2，或用负温度系数热敏电阻代替 R1。采用灯泡的原理是：如果电流增大，则灯丝的电阻变大，使负反馈量增加而降低增益。采用负温度系数热敏电阻的原理是：电流增大，热敏电阻的阻值变小，结果也是使负反馈量增加而降低增益。这台正弦波振荡器的设计目标是：频率范围 20Hz20kHz，分三个波段连续可调。整机电路见图 2。用作振荡器的运放，其振荡频率最好在运放频率参数的十分之一较为可靠。这里采用频带宽度达 15MHz的单运放 LM318，有条件的话可用八脚金封的，不过笔者采用的是双列直插(DIP)塑封的集成块。为了增

3、益稳定，采用了 12V、60mA 的小电珠，其电阻值为120.06=200。根据前述的起振原理，R1=2R2=400，考虑到调整余量，R1选用 1k 的微调电阻。振荡频率由双刀五位波段开关(只用三位)分别接入不同倍率的电容分三段粗调，频率细调用同轴双连电位器 W1调节。振荡器的输出幅度用电位器 W2调整，再经缓冲器分两路输出，以隔离振荡电路和被测电路，使振荡频率不受被测电路输入阻抗的影响。缓冲器用单运放 LF356接成跟随器。电源由三端可调稳压集成电路 7815和 7915分别提供+15V 和-15V 电压供电。资格考试电路元件选择：振荡电容器要选用薄膜电容，耐压均为 50V，容量需用数字电容

4、表选择，误差越小越好。频率调整电位器 W1选用金属壳密封双连电位器，阻值变化特性为直线性(型号后缀“X”)。购买时需缓慢旋转电位器轴，测量各位置的阻值，要求两连的阻值应基本相同如某一位置的阻值相差较大，则不能使用。电路组装好后，通电工作几小时，即可调试及刻度。首先用示波器测量发生器辅出端的波形，在各挡位及 W1的各位置，都应有完整波形的正弦波输出，不能有停振点或平顶波形出现，否则应微调 R1。在没有示波器的场合，可在发生器输出端接上 5V(或 10V)交流电压表，调整 R1使电压表刚有指示，然后反方向微调一点 R1，使电压表在整个频率范围均有指示即可，否则应重复上述步骤。刻度方法仍采用频率表和等分圆周图，逐挡测量并列出频率和格数对照表，绘出频率刻度盘。本发生器的实测频率范围见附表(实际制作时只选择了中间三挡)，最高输出电压 5VRMS，失真率在负载电阻 lk、输出1VRMS、20Hz20kHz 范围时为 0.25-0.5。如需要扩大频率范围，可自行添加电容器。本电路最高振荡频率可达 400kHz，但失真率已达到 3。资格考试