实验二十三、RC 桥式正弦波振荡电路的调试

一、题目

RC 桥式正弦波振荡电路的调试。

二、仿真电路

仿真电路如图1所示。集成运放采用 LM324AJ，其电源电压为 ±15 V。

三、仿真内容

（1）调节反馈电阻 $R_f$ 使电路产生正弦波振荡。
（2）测量稳定振荡时输出电压峰值、运放同相端电压峰值、二极管两端电压最大值，分析它们之间的关系。

$$(a)起振过程中输出电压波形$$
$$(b)稳定振荡时各点的波形$$$$图1RC桥式正弦波振荡电路的调试$$

四、仿真结果

仿真结果如表1所示$$表1RC桥式正弦波振荡电路的测试数据$$

反馈电阻 $R_f$/kΩ	输出电压峰值 $U_{opp}$/V	运放同相端电压峰值 $U_{+pp}$/V	$R_f$ 右端电压峰值 $U_{fpp}$/V	二极管两端最大电压 $U_{Dmax}=U_{opp}-U_{fpp}$/V
1.8	12.288	4.143	11.610	0.678

五、结论

（1）在实际实验中很难观察到振荡电路起振的过渡过程，通过 Multisim 可以方便地看到。
调节反馈电阻，当 $R_f=1.8\text{k}\Omega$ 时，电路产生正弦波振荡，起振过程如图1（a）所示。由于二极管存在动态电阻，因此 $R_f$ 与 $R$ 的比值小于 2 。
（2）稳定振荡时，集成运放同相输入端电位的最大值是输出电压峰值 $U_{opp}$ 的三分之一，见图（b）中示波器 XSC1 所示；由于 $R$ 的电流峰值等于 $R_f$ 的电流峰值，运放的放大倍数为3倍，所以$$\frac{U_{opp}}{3R}=\frac{U_{opp}-U_{Dmax}-U_{opp}/3}{R_f}$$$U_{opp}$ 与二极管两端电压最大值 $U_{Dmax}$ 之间的关系基本满足 $U_{opp}=[3R/(2R-R_f)]U_{Dmax}$，说明输出电压峰值与二极管两端最大值电压成正比。