Multisim文氏电桥

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１.文氏电桥振荡电路结构及工作原理

运算放大器Ａ和电阻 Ｒ1、Ｒf 构成同相比例放大电路，RC串并联网络构成的正反馈支路作为选频网络，输出端信号电压 Uo。由于初始状态时电路并没有外加输入信号，要输出稳定的振荡信号 ，需要满足以下几个条件。

(1)自激起振

  初始状态下，电路中存在微弱的噪声，经正反馈支路 (反馈系数为Ｆ)送回运放同相输入端，再经过比例放大电路 (放大系数为A) 输出，只有当|AF|>1时，才能够使振荡电路自行建立振荡，即起振条件：
                                                                                    |AF|>1

(2)形成特定频率正弦波

  文氏电桥的RC串并联网络既是正反馈支路，同时也是一个选频网络，该网络的谐振频率为：

                                                                                    f0 =1/(2πRC)

当信号频率f=f0时，选频网络传递系数最大。此时，选频网络|F|=1/3，同时相移为0。即电路谐振时，输出的是一个频率为f0的正弦波信号， 其他频率分量的信号将被抑制。

(3)保持振荡平衡 

  幅度平衡条件：
                                                                                    |AF|＝1

  相位平衡条件：

                                                                               φ=2nπ(n=0,1,2...)

2.实验电路

首先确定选频网络参数，由f0 =1/(2πRC)知，该电路产生的正弦波频率为3.386kHz。其次确定同相比例放大电路参数， 该放大网络增益为:

                                                                                  A=(R1+R4+R6)/R6

根据幅度平衡条件:|AF|＝1，|F|=1/3知|A|=3。带入上式，得:R6=(R1+R4)/2=3.45kΩ。

3.实验结果

 当R6=3.5kΩ＞3.45kΩ，示波器无波形，频率计无示数。因为此时|A|＜3，不满足起振条件。当R6＝3.4kΩ时，示波器与频率计显示如下:

注:Multisim电路文件可在e小白官网《Multisim文氏电桥》文章中下载。