模拟电子技术仿真实验(七): 文氏桥振荡器
【2022-11-10】思考题:但愿没大问题不会误导人
预备知识:
P40:RC正弦波振荡电路

一些下面可能会用到的内容


要满足振荡的相位条件,虚部为0,即
此时有:

1)图7.8.3由稳压二极管作负载的整流电桥是一个起限幅作用的电桥,而它是如何起到对输出正弦波的稳定作用?
没有限幅模块时,电路的工作机制:
上半部分是一个同相比例放大电路
起振后,Vo将越来越大,直至因直流Vcc,Vee限制而达到最大振幅,此后信号出现失真

改变Rx,使A=3,以保持稳定振荡,失真被消除

稍有一些扰动,增大了Vi,相应增大了Vo,超过了直流Vcc,Vee所能提供的最大振幅,波形便失真。
这个最大振幅,在10V,-10V,ua741下,为8V。(峰峰值为16V)
加上限幅模块后:

Vo>0时,D1、D4截止,电流方向为->D2->D5->D3->
Vo<0时,D2、D3截止,电流方向为->D1->D5->D4->
都是正向经过两个二极管,反向经过稳压管。因此,下面仅研究Vo>0时的情况。

设稳压管的稳定电压为 ( 仿真时这里
,1N5338B应该是5.1V,我不理解)
设二极管的正向导通电压为 ( 取仿真时
)
两种情况:
1、稳压管未工作在反向击穿区(稳压区)
可以理解为断路,把限幅模块拿掉,分析思路与同相比例放大电路一致。
2、稳压管工作在反向击穿区(稳压区)
同样研究Vo与Vi的关系

虚短:
元件约束:
元件约束:
限幅模块路径列KVL:
解得
KCL:
代入,得
整理得
取,
,
,
得
K=3时,才能保证稳定振荡,因此,能稳定振荡的 最大的 Ui,有
得

当时,K<3,Vi将衰减回来。
当时,K>3,Vi将在振荡中升至
。
(其一,稳定了Vi)
(振幅在这里调整)
之前未加限幅模块时,峰峰值为16V。
(其二)因此,在这里,稍有一些扰动,增大了Vi,相应增大了Vo,并没有超过直流Vcc,Vee所能提供的最大振幅,波形不会失真。
总结:(一通计算后)加上起限幅作用的稳压二极管作负载的整流电桥,改变了Vo与Vi的关系,(1)稳定了Vi,(2)限制Vo的振幅,使之小于正负10V所能提供的最大振幅,在稍有一些扰动后,波形不会失真,稳定了输出的正弦波。
【2022-11-11】实验做完了,如果(如上面的仿真中
,原文处是
时分析)这时候其二是存在的,但是实际实验中是通过调节R3电位器达到了“最大不失真”,这个时候大概比值又小于1:2,可能“其二”在这个实验里又没了?而且这时候峰峰值就是正负10V限制的了,要改变振幅的话应该加大正负10V?
幅度:
1、使用不同Uz的稳压管(提升Uz,增大幅度)(应该是主要)
2、其实改变R5也可以,但是改变有限(应该无关紧要)

频率:
改变选频网络中的RC之积

下周考核?
先过一遍,思考题周四前更。
网站升级中,需要仿真文件的话可以私信我。

实验内容:
1)按照图 7.8.4 连接电路,测量阻容网络的衰减比。Vi为峰峰值是1V的正弦波,用示波器XY模式监测输入和输出信号;改变输入信号频率,当Vi、Vo相位差为0时,李沙育图形为一条经过Ⅰ、Ⅲ象限的斜线,测量网络的衰减比Vo/Vi(此时电路谐振F=1/3),并记录此时Vi的频率。
(李沙育图形就是XY模式下的图形)



f 增大(在变成一条斜线之前),椭圆会变瘦

理论计算:

在此后,f 再增大,椭圆又会变圆

测量网络的衰减比:
记录此时Vi的频率:
2)按照图 7.8.3 连接电路,并调节 10kΩ 电位器,使电路起振。进一步调节 10kΩ 电位器,使输出振幅最大且不失真,记录Vo的峰峰值及频率fo,并测量此时可调电阻Rx的阻值。




通过电压探针发现:
峰峰值:15.9V
频率:1.58kHz (选频网络特征频率1591.55Hz)
另:在Rx较小时,输出会失真

Rx较大时,振幅会快速减小


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