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1、实验实验五五 RC正弦波发生器及波形变换正弦波发生器及波形变换产生电路设计产生电路设计 1 实验目的实验目的1.1 加深理解加深理解RC正弦波振荡器的工作原正弦波振荡器的工作原理。理。1.2 掌握测试掌握测试RC振荡器频率特性的方法。振荡器频率特性的方法。1.3 加深对比较电路工作原理的理解。加深对比较电路工作原理的理解。12RC正弦波振荡电路正弦波振荡电路基本放大电路反馈网络RC正弦波振荡电路的方框图起振时必须满足：起振时必须满足：AF1。振荡条件幅值条件：，AF=1，表示反馈信号与输入信号的大小相等。相位条件：表示反馈信号与输入信号的相位相同，即必须是正反馈。在无输入信号（xi=0）时，电
2、路中的噪扰电压（如元件的热噪声、电路参数波动引起的电压、电流的变化、电源接通时引起的瞬变过程等）使放大器产生瞬间输出xo，经反馈网络反馈到输入端，得到瞬间输入xa，再经基本放大器放大，又在输出端产生新的输出信号xo，如此反复。在无反馈或负反馈情况下，输出xo会逐渐减小，直到消失。但在正反馈情况下，xo会很快增大，最后由于饱和等原因输出稳定在xo，并靠反馈永久保持下去。起振过程放大器的电压放大倍数为：反馈网络具有选频作用。RC反馈网络的反馈系数为：3 3RCRC正弦波振荡电路计算公式正弦波振荡电路计算公式Vo与与Vi同相，满足相位条件。同相，满足相位条件。满足幅值条件。产生正弦波频率为：满足幅值
3、条件。产生正弦波频率为：4 4RCRC串并联选频网络频率响应串并联选频网络频率响应(1)当当o时，时，RC选频网络等效为选频网络等效为低通低通RC网络网络，此时，此时Vo的的相位滞后相位滞后Vi，即，即0（2）当）当o时，时，RC选频网络等效为选频网络等效为高通高通RC网络网络，此时，此时Vo的相位滞后的相位滞后Vi，即即05 方波产生电路方波产生电路(1) 单门限电压比较器：单门限电压比较器：电路简单、电路简单、灵敏度高，但抗干扰能力差。灵敏度高，但抗干扰能力差。(2) 迟滞比较器：迟滞比较器：由于正反馈作用，由于正反馈作用，门限电压随输出电压的变化而改门限电压随输出电压的变化而改变，它的灵
4、敏度低一些，但抗干变，它的灵敏度低一些，但抗干扰能力大大提高。门限电压为：扰能力大大提高。门限电压为：门限宽度为：门限宽度为：6 实验内容实验内容（1 1）利用仿真软件，自行设计一个波形变换电）利用仿真软件，自行设计一个波形变换电路，将正弦波变成矩形波。路，将正弦波变成矩形波。包括：设计过程，包括：设计过程，参数计算，仿真结果。参数计算，仿真结果。（2 2）测量）测量RC串并联选频网络频率特性串并联选频网络频率特性o测量幅频特性：测量幅频特性： 输入信号输入信号Vi为为1V，改变频率，分别测，改变频率，分别测出不同频率点的输出电压并记录，绘出幅频出不同频率点的输出电压并记录，绘出幅频特性曲线。特性曲线。6 实验内容实验内容（2 2）测量）测量RC串并联选频网络频率特性串并联选频网络频率特性o测量相频特性：测量相频特性： 用示波器观察用示波器观察Vi和和Vo，若，若Vo超前超前Vi，相位差为，相位差为正，反之为负。改变频率并记录，绘出相频特性曲线。正，反之为负。改变频率并记录，绘出相频特性曲线。 通知o下次实验考核内容:有源滤波器的设计。o现场完成电路设计、仿真。o完成总结报告。
