代码收藏家技术教程 2024-09-06

【模拟电子技术基础】RC正弦波振荡器实验详解：学生实验报告

自己（大学生）在校做的实验报告，可借鉴使用，下载资源后可自行增删内容，或按照个人喜好优化排版。内容包括RC正弦波振荡器相关的实验目的、实验原理、实验过程及数据记录与处理分析、实验结论等。

一、实验目的

1.进一步学习RC正弦波振荡器的组成和振荡条件。

2.通过搭建RC正弦波振荡器电路，验证其产生稳定正弦波信号的工作原理，并观察不同电阻和电容值对输出信号频率和幅度的影响。

二、实验原理

1.实验电路原理图如下图(a)所示。

2.RC串并联网络(文氏桥)振荡器的电路型式如下图(b)所示。

3.振荡频率为 $f=\frac{1}{2\pi RC}$ ，起振条件是 $\left | \dot{A} \right |>3$

4.RC正弦波振荡器振荡频率由RC电路的特性和负反馈机制共同决定。通过调整电阻和电容的值，控制输出信号的幅度和频率，从而改变振荡频率。

三、实验设备及器材

实验线路板1块(RC正弦波振荡器实验板) 模拟电路实验厢1台

信号发生器1台(配1条专用连接线) 示波器1台(配2条专用连接线)

万用表1块线路连接线(转接线)若干条。

实验电阻16kΩ×2个电容0.01μF×2个

四、实验过程及数据记录与处理分析

1.实验所用RC串并联选频网络振荡器的放大倍数范围

将RC串并联网络与放大电路断开，给放大电路加上直流电源，并提供输入 $u_i$ =100m $V_{pp}$ ,f=1000Hz的正弦波信号，调节 $R_W$ ，测量放大电路的放大倍数范围，看能不能满足电路的起振和稳幅条件。

电压放大倍数A范围如下：

2. RC串并联网络幅频特性的观察

将RC串并联网络与放大电路断开，用函数信号发生器的正弦信号注入 RC 串并联网络，保持输入信号的幅度(约3V)不变，频率由500⁓1500Hz之间变化，观察RC串并联网络输出幅值以及与输入之间的幅值和相位关系变化，当信号源达某一频率时，RC 串并联网络的输出将达最大值(约1V左右)，且输入、输出同相位，此时信号源频率为 $f=f_0=\frac{1}{2\pi RC}$ （本次实验的 $f_0$ 为1000Hz）。在A最大情况下，有如下数据：

f(Hz)	500	1000	1500
u0(V)	0.98	1.09	1.04
ui(V)	3.14	3.14	3.14
u0与ui相位关系	u0超前ui	同相	u0滞后ui
u0（蓝线）与 ui（黄线）的波形比较

3.起振频率及相关数据

接通RC串并联网络，调节 $R_W$ 并使电路起振，用示波器观测输出电压 $u_o$ 的波形，测量振荡频率，并与计算值（1kHz）进行比较；测量放大电路电压放大倍数；测量放大电路静态工作点。

起振频率f	980.4 Hz
放大倍数A	≈3.02		uo=6.10V
放大倍数A	≈3.02		ui=2.04V
T1	$U_{BE}$	单位：V	1.566
	$U_{CE}$		4.07
	$U_{EE}$		0.91
T2	$U_{BE}$		1.33
	$U_{CE}$		5.08
	$U_{EE}$		0.69

4.改变R或C的值，观察振荡频率变化情况

振荡频率f(Hz) 改变情况	计算值	实测值
并联2个R（13.07Ω）	2213.56	2155
并联2个C（0.01μF）	497.36	507.6
同时并联上2个R和2个C（数值同上）	981.2	980.4