内容正文:
《文氏桥振荡器电路原理》学历案
2023年普通高校对口招生电子信息类职业技能考试大纲
1.理解RC串并联选频网络;
2.理解集成运放型RC桥式振荡器。
学习任务一: 文氏桥振荡器起振条件
1.1 振荡器要产生自激振荡的两个条件: , 。(写表达式)
1.2 文氏桥振荡器起振条件一:满足相位平衡,要求反馈信号与输入信号 ,文氏桥振荡器起振条件二:满足相位平衡,要求同相放大器的放大倍数Av≥ 。
1.3 如图所示电路为文氏桥振荡器,结合电路图,填写文氏桥振荡器的起振条件。
相位平衡:假定放大器的同相输入端的瞬时极性为“ ”,则输出端的输出极性为“ ”,通过反馈元件 和 后,返送到同相端的信号极性为“ ”,由此可判断为 反馈,反馈信号为 和 并联对地的电压信号。
振幅平衡: AvF ≥1,根据RC串并联选频网络的选频特性可知:F= ,
AV ≥ ,由同相运算放大器可知:Av= ,(同相运算的电压放大倍数计算式)即: ≥3,因此可得:当 ≥ 时,电路满足振幅平衡。
学习任务二: 文氏桥振荡器振荡原理
2.1 如图所示电路为文氏桥振荡器,结合电路图,填写文氏桥振荡器的振荡原理。
集成运放LM358组成 放大电路, 引脚输出频率为f0的信号通过RC串联并联网络反馈到放大器的 相输入端 引脚,由RC选频网络的反馈系数F= ,因此放大器的放大倍数Av= ,使Rp1和R1的关系满足 ,就能满足 平衡, 放大器的输入信号与输出信号 ,RC串并联选频网络的相移为 ,所以整体相移为 ,满足 平衡。
学习任务三: 文氏桥振荡器的振荡频率计算
3.1 文氏桥振荡器的振荡频率计算式f0= 。
3.2 文氏桥振荡器中选频网络参数R=10KΩ,C=0.16uF,则该振荡器的振荡频率f0= 。
3.3 文氏桥振荡器产生的振荡频率为1KHz,选频网络中R=20KΩ,则该电路中选频网络的电容大小为 。
学习任务四: 文氏桥振荡器的起振和波形调整方法
电路参数:R1=5.1KΩ,R2=R3=10KΩ;可调电阻RP1:100KΩ;电容C1、C2:0.01μF,集成运放LM358。
4.1 要使文氏桥电路起振,需要调节 ,若发现电路无法起振,电路输出信号为 ,
则需要将 调 (大/小),RP1的取值为 ,则电路输出正弦波形。若将RP1调节到最大,会出现 。
4.2输出波形调节:改变输出波形频率大小,可以更换 和 ,要使输出波形增大,则需要将电阻 和 更换为 ,要使输出波形减小,可则需要将电容 和 更换为 。
学习任务五: 高考真题演练
(2015年高考题)
5.1正弦波振荡器产生自激振荡需满足相位平衡条件和幅度平衡条件。现假设该振荡器放大部分的放大倍数为Av,反馈电路的反馈系数为F,则其幅度平衡条件为( )
A.AvF>1 B.AvF≥1 C.AvF<1 D.AvF≤1
拓展提升练习:
6.1文氏桥电路如图所示,完成以下三个问题:
(1)请在图中标出LM741集成运放的输入端的正、负极性及输出端的极性。
(2)已知R3=20KΩ,若电路要起振,则Rf至少为多少?
(3)C1=C2=0.05uF,若振荡频率为1KHZ,则R1和R2的阻值为多少?
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