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1、燕山大学课程设计说明书目 录第1章摘要 2第2章引言 2第3章基本原理 23.1 基本文氏振荡器 23.2 振荡条件 4第4章参数设计及运算 54.1 结构设计 64.2 参数计算 7第5章结论 9心得体会 11参考文献 11共11页第#页燕山大学课程设计说明书第1章摘要本文中介绍了一种基于运算放大器的文氏电桥正弦波发生器。经测试， 该发生器能产生频率为100-1000HZ的正弦波，且能在较小的误差范围内将振 幅限制在2.5V以内。第2章引言无论是从数学意义上还是从实际的意义上，正弦波都是最基本的波形之 一一一在数学上，任何其他波形都可以表示为基本正弦波的傅里叶组合;从实 际意义上来讲，它作为
2、测试信号、参考信号以及载波信号而被广泛的应用。 在运算放大电路中，最适于发生正弦波的是文氏电桥振荡器和正交振荡器。第3章基本原理3.1 基本文氏振荡器基本文氏电桥反馈型振荡电路如图1所示，它由放大器即运算放大器与 具有频率选择性的反馈网络构成，施加正反馈就产生振荡。运算放大器施加 负反馈就为放大电路的工作方式，施加正反馈就为振荡电路的工作方式。图 中电路既应用了经由R3和R的负反馈，也应用了经由串并联RC网络的正反馈 电路的特性行为取决于是正反馈还是负反馈占优势。共11页第#页燕山大学课程设计说明书共11页第#页燕山大学课程设计说明书3=C20将这个电路看作一个同相放大器，它对 Vp进行放大，
3、其放大倍数为Vovp=1R3R4共11页第#页燕山大学课程设计说明书共11页第#页燕山大学课程设计说明书在这里为了简化我们假设运算放大器是理想的。令，Ri=R=R,G=C2=Co反过来,VP是由运算放大器本身通过两个 RC网络产生的，其值为Vp=Zp/(Z p+Zi)Vo。式中Z=R/( 1/j2 n fC), Z R d/ j2= fC。展开后可以得到VoVp上式中f0WfC。信号经过整个环路的总增益是T jf或者表示为T31R3/ R4这是一个带通函数, 处，其值为因为它在咼频和低频处均趋于零。它的峰值出现在1 R3/R43T jf为实数表明了一个频率为fo的信号经过环回路一周后，其净相移
4、为零 根据T jf的大小，可有三种不同的可能性:1）T jf 1,也即A 3VJ/V。这时正反馈超过了负反馈，说明频率为f0 的扰动会被再生的放大，导致整个电路进入一个幅度不断增长的震荡过程中。此时电路时不稳定的。3）T jf =1,或A=3V/V。这种情况称为中性的稳定状态，因为此时正负反馈量相等。任何频率为fo的扰动首先被放大3V/V倍，然后再缩小1/3V /V,这就说明一旦电路工作它就会无限的持续下去3.2 振荡条件放大电路的反馈回路网络采用 R和C串并联回路，具有频率选择性，由R3 和R4设定放大电路的增益。图1的电路可以考虑为四端子桥式网络，电路平衡的条件是运算放大器 各自输入端的电
5、位相等，即e =ei 图2中运算放大器的同向输入端电压ei等于RC网络构成的分压电路的分小e。 RC. + R2 * C1 )+j (国 C2R1 /R2 J反向输入端电压叮为：压比与输出电压e。相乘的电压，即eiR4若运算放大器的放大倍数足够大，则 e和ei相等，因此，仅取实部为1 R1 . C2 R3 + R4R2 ClR4（振幅条件）c2r1C1R若虚部为0,求出谐振频率川二f，则有第4章 参数设计及运算4.1结构设计为了使文氏电桥振荡电路能产生振荡，非常重要的是正反馈的作用是输 出不饱和，为此，在负反馈侧接入限幅和自动增益控制电路。最简单的就是 接入二极管。图3共11页第#页燕山大学课程设计说明书共11页第#页燕山大学课程设计说明书如图3所示电路，应用了一个简单的二极管-电阻器网络来控制R3的有效值。信号较小时R5不起作用。从而有R2 /Rl 2也就是说此事振荡在积累。当振荡不断地增长，这两个二极管以交替半周导 通的方式逐渐进入导通状态。在二极管充分导通的限制下，R2会变小使R2 /Rl 一3純 3,即运算放大器的增益为3倍以上就能振荡。因此，改变振幅稳定电路的电阻R3和R4中的任何一个,若控制A3,就成为一个振荡电路。共11页第#页
