文氏桥振荡电路仿真分析.docx

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1、模电大作业文氏桥振荡电路仿真分析报告一、任务要求文氏电桥振荡器是一种常用的RC振荡器，用来产生低频正弦信号。图6是一个典型电路，它由运算放大器和RC串并联选频网络组成。电阻，组成负反馈网络，电压增益约为。（1）设计电路参数使。（2）计算RC串并联选频网络的频响特性。（3）使用二极管稳幅电路，使输出振荡波形稳幅，且波形失真较小。图6文氏电桥震荡电路二、仿真软件搭建的电路与仿真分析过程（1）选取R1=R2=R，C1=C2=C，从RC串并联选频网络的选频特性可知，f0=12πRC=500Hz。所以可以选取R=1.6kΩ，C=20

2、0nF。（2）令R1、C1并联的阻抗为Z1，R2、C2串联的阻抗为Z2及ωo=,则Z1=，Z2=R，反馈系数为。由此可得RC串并联选频网络的幅频特性与相频特性分别是图形如图6-1,6-2.当f=f0，即ω=ω0，Uf=13Uo，φf=0o。0.11ω/ωOF图6-2RC串并联选频网络的频率0.21/31ω/ωOφF900-900C2R2R1C1Uo+-+-Uf图6-1RC串并联选频网络当ω=ω0时，即f=f0时，F=13，所以A=Au=3，只要为RC串并联选频网络配一个电压放大倍数等于3的放大电路就可以构成正弦波振荡电路。

3、考虑到起振条件，所选放大电路的电压放大倍数应该略大于3。根据起振条件和幅值平衡条件，Au=UoUp=1+RF2RF1≥3，即RF2≥2RF1。一般RF2取值略大于2RF1。根据上述原理，可以用Multisim搭建出如图1的电路：图1（1）在RF2回路串联两个并联的二极管和电阻RF3，利用电流增大时二极管动态电阻减小、电流减小时二极管动态电阻增大的特点，加入非线性环节，从而使输出电压稳定。因为二极管有动态电阻存在，所以要调节RF2和RF3使得输出波形失真较小。Multisim电路搭建如图2：图2一、仿真结果（1）当没有二极管

4、稳幅电路，如图1搭建的电路时，仿真波形会有一段较长时间处于起振，如图3，可以看出右端峰值比左端峰值高。图3之后波形趋于稳定，如图4，可以看出f0近似等于500Hz，说明电路参数选择正确。图4此时若适当增大RF2，波形将出现底部失真，如图5。图5（1）如果加入二极管稳幅电路，如图2搭建的电路。则起振速度较快，起振波形如图6。图6输出稳定时候的波形略有失真，如图7。图7若RF3较大，则稳定波形在零点处有较大失真，如图8。图8一、结论（1）当选择的RF2与2RF1很接近时，起振速度很慢；但是当RF2比2RF1大较多的时候，虽然起

5、振速度很快，但是波形失真程度越来越大（尤其是底部失真）。所以为了得到失真小，起振较快的波形，RF2的阻值需要细心选择。（2）加入二极管稳幅电路以后，RF2与RF3需要细心调节才能得到失真小的输出波形。此时起振速度很快，而且稳定波形失真较小。RF3如果太大，波形在零点附近的失真较大。RF3如果太小，电路不满足起振条件。通过这次文氏电桥振荡电路的Multisim仿真实验，我深入了解了文氏桥振荡电路的工作原理，搭建方法和失真分析，并了解了二极管稳幅电路的作用。此外，我能较为熟练地掌握Multisim软件的操作方法和仿真分析，这对

6、后续课程研究复杂模拟电路打下了扎实的基础。