源可用±12V直流电源提供,并备用了两套方案设计。
21方案一
方案一电路方框图如图21所示。
LC正弦波振荡电路
滞回比较器
积分电路
图21方案一方框图
LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相似的,只是选频网络采用LC电路。在LC振荡电路中,当ff0时,放大电路的放大倍数数值最大,而其余频率的信号均被衰减到零;引入正反馈后,使反馈电压作为放大电路的输入电压,以维持输出电压,从而形成正弦波振荡。
22方案二
方案二电路方框图如图22所示。
RC正弦波发生电路
滞回比较器
图22方案二方框图
积分电路
f
方案二仿真电路如图23所示。
图23方案二仿真电路图
方案论证:LC正弦波振荡电路特别是方案一所采取的电感反馈式振荡电
路中N1与N2之间耦合紧密,振幅大;当C采用可变电容时,可以获得调节范围较宽的振荡频率,最高频率可达几十兆赫兹。由于反馈电压取自电感,对高频信号具有较大的电抗,输出电压波形中常含有高次谐波。因此,电感反馈式振荡电路常用在对波形要求不高的设备之中,如高频加热器、接受机的本机振荡电路等。另外由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高,所以放大电路多采用分立元件电路,必要时还应采用共基电路。因此对于器材的选择及焊接的要求提高,并且器材总价格也增加了。
相反,RC正弦波振荡电路的振荡频率较低,一般在1MHz以下,它是以RC串并联网络为选频网络和正反馈网络,以电压串联负反馈放大电路为放大环节,具有振荡频率稳定,带负载能力强,输出电压失真小等优点,因此获得相当广泛的应用。另外对于器材的要求也不高,只需集成块、电容、电位器等组成即可。在焊接方面,直接、美观、大方!在器材总价格方面,相比第一种方案更为实惠。
综合对比两种方案,选择第二种方案。
f
第三章单元电路设计与参数计算
31单元电路设计
311正弦波发生器实验原理
(1)RC串并联选频网络。
R2
F
UfU
212
R1
1jR2C2
1
1
jC11jR2C2
1
1
R1R2
C2C1
jR1C2
1
R2C1
R1R2R,C1C2C,
,令
0
1RC
则:
f0
12RC
F
3
j
1
0
0
得RC串并联电路的幅频特性为:F
1
3202
0
相频特性为:F1
3
0
当
0
1RC
时,F
arctg0
3
最大,F0。
(2)振荡频率与起振条件
1)振荡频率:
f0
12RC
2)起振条件:
当ff0时,
F13
由振荡r