进阶6：桥式RC振荡器

桥式RC振荡器

目标

1. 掌握由集成运放构成正弦波振荡器的工作原理

2. 学习桥式RC正弦波振荡器的调整测试方法

仪器仪表

仪器	元器件	工具
ADALM2000	- 10kΩ电阻(1/4W)×3	- 面包板
	- 6.8kΩ电阻(1/4 W)×1	- 导线
	- 20kΩ可变电阻(1/4 W)×1
	- 0.01μF电容×2
	- 1N4148二极管×2
	- LM741集成运放×1

仿真工具

Circuit JS

理论

桥式RC正弦波振荡器电原理图如图1所示， 图中的R、C组成串并联正反馈选频网络，电阻${R_1}$、${R_w}$、${R_2}$和二极管D1、D2组成负反馈网络，电路的振荡频率为

$f_0 = \frac{1}{2\pi RC}$

电路中的${D_1}$、${D_2}$和${R_1}$为自动增益控制电路，当振幅不断增大时，导致${D_1}$、${D_2}$导通，使${D_1}$、${D_2}$和${R_1}$三者并联的等效电阻减小，使得放大器的闭环增益降低，从而保持振幅的稳定和改善波形的失真。

图1：桥式RC正弦波振荡器电原理图

Circuit JS仿真

桥式RC正弦波振荡器电仿真图参考图：

图2：桥式RC正弦波振荡器电仿真图

实验

1.按照图1，在面包板上插接电路（R = ${R_2}$ = 10kΩ，${R_1}$ = 6.8kΩ，${R_W}$ = 20kΩ，C = 0.01μF，${D_1}$，${D_2}$为1N4148，运放为LM741）桥式RC正弦波振荡器，并对电路进行检测。

图3：桥式RC正弦波振荡器实验电路

2.接通ADALM2000±5V电源。

3.用示波器观察振荡波形。

将示波器接在振荡器的输出端，调节电位器${R_w}$，以改变负反馈的大小，观察振荡输出波形的变化。当${R_w}$调到某一位置时，振荡产生，并输出较好的正弦波。若继续调节${R_w}$，输出波形将产生非线性失真。

4.改变元件参数，然后用示波器测量输出波形

(1)保持R = 10kΩ，C = 0.01μF，用示波器观察并测量正弦波输出电压幅度和振荡频率。

(2)保持R = 10kΩ，改变C = 1000pF，用示波器观察并测量正弦波输出电压幅度和振荡频率。

(3)保持C = 0.01μF，改变R = 1kΩ，用示波器观察并测量正弦波输出电压幅度和振荡频率。

练习

设计一个简易电子琴。适当选择R、C的值，使振荡频率符合电子琴频率要求。

Circuit JS仿真参考图：

图4：桥式RC正弦波振荡器实验电路