《教学案例》为什么在RC桥式正弦波振荡电路实验中,经常出

教学案例为什么在RC桥式正弦波振荡电路实验中，经常出现一上电而不能自动产生的波形的情况？答：在波形发生电路实验课堂上，当学生调试RC桥式正弦波振荡电路实验内容时，经常会遇到电路一上电，而不能自动产生波形的情况。学生会有疑问，明明RC桥式正弦振荡电路是自激产生振荡，而输出波形的，为什么实际中却不一样呢？甚至有一部分学生开始怀疑示波器是否损坏，仪器设备是否有问题等等。实际上，我们实验中用到的RC桥式正弦波振荡电路如图1所示。其中1R、1C，2R、2C为串并联选频网络，接于运放的输出与同相输入端之间，构成正反馈，以产生正弦自激振荡。图中3R、PR及4R为负反馈网络，调节WR即可改变负反馈的反馈系数，从而调节放大电路的电压放大倍数，使之满足自激振荡的幅度条件。二极管1VD、2VD的作用是输出限幅，改善输出波形。-++84R1VD2VDoufu3RPR2R2C1C1R5.1kΩ5.1kΩ10kΩ图1RC桥式正弦振荡电路由图1可知，在01/()RC时，经RC串并联选频网络反馈到运放同相输入端的电压fu与输出电压ou同相，满足自激振荡的相位条件。如果此时负反馈放大电路的电压放大倍数3uA，则满足1uAF的幅度条件。电路起振之后，经过放大，选频网络反馈，再放大等过程，使输出电压幅度愈来愈大，最后受电路中器件的非线性限制，使振荡幅度自动地稳定下来，放大电路的电压放大倍数由3uA过渡到3uA，即由1uAF过渡到1uAF，达到幅度平衡状态。以上分析表明，只有当01/()RC时，F0，才能满足振荡的相位平衡条件，因此振荡频率由相位平衡条件决定，振荡频率为012fRC。电路的起振条件为3uA，调节负反馈放大电路的反馈系数即可使uA略大于3，满足起振的要求。由图1可知，调节PR使P43()/RRR略大于2即可。需要说明，如果放大电路的电压放大倍数uA远大于3，则随振荡幅度的增长，放大电路会进入非线性严重的区域，输出波形会产生较明显的失真。因此，在实际调试中的解决方法是需要调节滑动变阻器PR，使其满足起振条件，才能够输出波形，并不是一上电，电路就能够自动输出波形。