一种具有频率抖动功能RC振荡器的设计_李昌

电子科技2009年第22卷第6期

电子#电路

收稿日期:

2008-08-26

作者简介:李 昌(1982-),男,硕士研究生。研究方向:模拟集成电路设计。

一种具有频率抖动功能RC 振荡器的设计

李 昌,杜国同

(大连理工大学物理与光电工程学院,辽宁大连 116023)

摘 要 开关电源在其开关频率及倍频处,会辐射较大的电磁干扰能量,采用频率抖动技术可以将集中的干扰能量分散到较宽的频带上,从而降低干扰幅值。在对常见的RC 振荡器分析的基础上,设计了一种带有频率抖动功能的振荡器。该振荡器中心频率为6412k H z ,可以在一个周期8m s 内实现频率上下各抖动116k H z 幅值。在si m o MO S 1L m 40V B i C M O S 工艺条件下经过H spice 仿真,满足设计要求。

关键词 频率抖动;电磁干扰;RC 振荡器;开关电源

中图分类号 TN 752 文献标识码 A 文章编号 1007-7820(2009)06-045-04

D esign of a Frequency Jittering RC O scillator

Li Chang ,Du Guotong (Schoo l of Physics and Photoelectric Engineeri ng ,D alian Un i versity of T ec hnolgy ,Da li an 116023,Ch i na )

Abstract E M I e nergy of large a mplitude is e m itted at the t m i es of the s w itchi ng frequency in a s w itc -h i ng po w er supply .The spectru m o f concentrated -E M I -energy i s spread by the frequency jittering technique ,and E M I is restrained .Based on an ana l ysi s of conventional RC oscillators ,an m i proved osc illator w it h fre -quency jitteri ng is desi gned .T he central frequency of t he oscillator is 6412k H z ,and the frequency jitters fro m 6216k H z to 6518kH z i n a peri od of 8m s .D eta iled circuit design and H sp ice sm i u lat i on results are a-l so g i ven .

K ey words frequency jittering ;E M I ;RC-oscillator ;s w itching mode po w er suppl y

随着开关电源的开关频率不断提高,其正常工作时的电磁干扰(E M I)问题越来越受到设计者的关注。如果电磁辐射太强,它们会通过电源线传播或辐射到系统中的其他装置上,损害系统的性能

[1]

。电磁辐射的峰值一般出现在开关电源的开

关频率及倍频处,通过对工作频率的调整与抖动,可将E M I 扩散到更宽的频率上,从而降低峰值辐射。在此,介绍了一种具有频率抖动功能的振荡器,将其集成到开关电源芯片中,可以起到抑制E M I 的作用。

1 频率抖动原理

频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变,而是周期性的变化来减小电磁干

扰

[2]

。如图1所示,为其工作原理。可见,开关

频率不是固定的,而是周期性波动。其对E M I 干扰能量的分散作用,从图2(a )和图2(b)可以很好的体现出来。可见,未加入频率抖动、固定频率时,干扰能量各次谐波较窄,而且离散在开关频率及倍频处集中;而加入了频率抖动以后,谐波幅值明显降低了,并分散开来,减小E M I 的效

果十分明显。

图1 频率抖动的示意图

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一种具有频率抖动功能RC 振荡器的设计

图2 加入频率抖动前后干扰能量分布图

2 常见RC 振荡器

常见的振荡器,如图3所示

[3]

。

图3 常见RC 振荡器结构

通过设置放大器的参考电压V ref 和电阻R 可以使电流I ref =

V ref

R

固定,并镜像给充放电电路。电容充放电信号由放大器产生,并通过逻辑电路送给充放电电路。设置参考电压V ref1、V ref2加在比较器参考电压端(V ref1

从而改变振荡频率。

3 频率抖动振荡器的设计

311 设计思想

图4为设计的振荡器的示意图。在主偏置电路中加入电流源I 1、I 2如图,因为I ref 的电流是恒定的,通过控制I 1、I 2的导通和关闭来调节振荡器的充放电电流。假设n MOS 和p MOS 同型尺寸相同,当开关K 1合上、K 2断开,则的充放电电流减小为

I osc =I ref -I 1,振荡器频率降低;当开关K 1断开、K 2合上,则的充放电电流增大为I osc =I ref +I 2,振荡器频率增大。本设计中,上下并联多路电流源,并采用逻辑控制使它们随时间组合导通来使充放电电流周期性改变,从而达到频率抖动的功能。

图4 频率抖动振荡器示意图

312 设计的频率抖动振荡器

设计的带有频率抖动功能振荡器,如图5所示。电路从左至右分为3个部分:第一部分为电流偏置区,由运放AMP 、N 1、P 1、P 2以及RI 端所接电阻组成主偏置部分,为后级提供偏置电流;最右边区域为振荡器主体部分,产生锯齿波;中间部分为充放电电流调节区即频率抖动调控区,由上面3路电流源I 1、I 2、I 3及下面3路电流源I 4、I 5、I 6组成,来调节I osc 的电流,其中电流源比例为I 1B I 2B I 3=1B 2B 4,I 4B I 5B I 6=1B 2B 4,并由net 1~net 6控制电流源的工作状态。实现在一个抖动周期的前半个周期内,下面的3路电流源随时间组合开通,使合电流呈0~7I 4~0组合,充放电电流先增大后减小,呈正弦波正半周期状;另半个周期中,上面的3路电流源组合开通,同样呈0~7I 1~0的组合,充放电电流先减小后增大,呈正弦波负半周期状;整个周期实现充放电电流随时间的正弦型变化,从而达到频率周期性抖动的目的。

一种具有频率抖动功能RC 振荡器的设计

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图5 频率抖动振荡器电路图

此频率抖动振荡器设计目标为中心工作频率为64kH z ,最大抖动频率为116kH z ,实现在8m s 周期内完成一次从上下各116kH z 频率抖动。

下面计算恒流充电模式,电流比例如上情况下振荡器的振荡频率。31211 无频率抖动时

此时上下电流源全部关闭[4]

,I osc =I rer ,I osc 电

流镜像给充放电支路。由于采用恒流充电,电容

C 1的充电时间为

t charge =

$V C 1C I ch ar ge

(1)

放电时间为

t d ischarge =

$V C 1C I disch ar ge

(2)

其中$V C 1为电容C 1电压变化量,C 为容值。得振荡周期为

T =t charge +t d ischar ge =$V C 1C I charge +

$V C 1C

I d ischarge

(3)

于是,得无频率抖动时,中心振荡频率为

f =1

T =

I ch ar ge I disch arge $V C 1C (I charge +I d ischarge )

(4)

本电路在设计中,实现64k H z 的中心频率过程如下:设置V ref =118V,R I 处加入电阻100k 8,并采用电流镜像使得

I ref =

V ref R I =118100

@10-3=118@10-5

(5)

设置的各MOS 管参数比例,使得:I ref B I ch ar ge B I disch arge =10B 1B 4,电容C 1的容值为8197pF ,充放电比较器的参考电压设置为315V 和110V 。代入

式(4)中得此振荡器的中心频率为

f =

4I charge

5$V C 1C

U 6412kH z

(6)

该频率与设计目标相符,可以作为中心频率。此时,V r ef 、R R I 值确定,I ref 、I charge 和I d ischarge 3路m os 管比例也确定。

31212 采用频率抖动时

此时I o sc 与I r ef 不再相等,受修调电流源影响。当频率最大正向抖动时,下面3路电流源打开,I osc >I ref ,充放电电流增大,振荡频率增大,此时设计目标振荡频率为

f =

4I c charge

5$V C 1C

=6518kH z

(7)

得

I c char ge U 1

18445@10-6

A

(8)

由于I osc B I char ge =10B 1,得,

I c osc =1

18445@10-5A

电流变化:$I osc =4145@10

-7

A,于是可得

I 4I ref =$I ref /7I r ef =4145@10-7

7@118@10

-5U 1280(9)

当频率最大负向抖动时,振荡频率约为f U 6216k H z ,同理得到

I 1I ref U 1

280

(10)

综上,得到电路中各支路的电流关系为:I ref B I char ge B I d ischarge B I 1B I 4=280B 28B 7B 1B 1,I 1B I 2B I 3=1B 2B 4,I 4B I 5B I 6=1B 2B 4,通过调整MOS 管宽长比和个数比可以达到该比例要求。

另外,需要提到的是,考虑到实际版图中

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MOS管匹配问题,该电路采用多次电流镜像设计,

这样可以使镜像得到的电流更加精确[4-6],并且使

在需要电流调节时,更加方便、准确。

如图6所示,电流源的控制信号net1~net6由

振荡器的充放电控制信号con tro l经过分频、传输

门等数字逻辑模块后产生,其结构如同加减计数

器结构,抖动周期通过分频器数目来设置使其为

8m s。

图6频率抖动控制模块示意图

4仿真结果

基于si n o MOS1L m40V B i C MOS工艺条件,设

定V DD=5V,其它参数如上文,采用H sp ice仿真工

具对设计的电路进行瞬态仿真。得到的电流源控制

信号,如图7所示,可见,控制信号可以按照设计

思想在8m s内有序的打开各电流源。图7的最后一

组为振荡器的三角波信号,其随时间的频率变化,

如图8所示(这里只取一个周期的波形)。可见,该

振荡器可以在8m s内振荡频率以中心频率6412k H z

为中心上下波动116k H z,满足设计要求。

图7频率抖动控制信号

图8振荡器频率抖动仿真波形

5结束语

文中采用si m o MOS1L m40V B i C MOS工艺,

设计了一个具有频率抖动功能的RC振荡器,其中

心频率为6412kH z,可以在一个周期8m s内实现

频率上下抖动116k H z。把这种振荡器经过优化后

集成到开关电源芯片中,可以将开关电源开关频

率及倍频处集中的电磁干扰能量分散,降低干扰

幅值,在一定程度上起到抑制电磁干扰的作用。

参考文献

[1]Bob Be l,l G rant S m ith.用电源变换器工作频率的抖

动降低峰值辐射[J].电子设计技术,2006,13

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[2]高峰涛,张姝瑶,王涵,等.E M I滤波器特性分析

[J].电子科技,2008,21(9):9-11.

[3]吴高纲.电磁兼容及其预测[J].电子科技,2001

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电路与系统学报,2005,10(3):147-150.

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设计[J].微电子学,2005(6):662-664.

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[M].Second Editi on.Be iji ng:Publi sh i ng H ouse of E-

l ectron i cs Industry,2002.

电路中的信号振荡--教学设计

欢快的双闪灯 ——振荡的基本概念与原理 设计人：XXXX 参考教材:XXXXX 课时：45分钟 授课对象：XXXXXXXXXXXXXXX 时间：XXXXX年XXXX月

目录 【设计理念】 (3) 【学情分析及对策】 (4) 【教材内容及处理】 (4) 【教学目标】 (5) 【教学重点】 (5) 【教学难点】 (6) 【教学手段及教具准备】 (6) 【教学流程图】 (7) 【教学环节】 (8) 【板书设计】 (17) 【教学思考】 (17) 【学生工作页】 (18)

欢快的双闪灯——振荡的基本概念与原理振荡器是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能，也称信号发生电路，作用是产生振荡信号，被广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。例如，在数字电路中提供时钟脉冲信号的电路，将无线电波等各种信号传送到远方的载波信号也是由振荡电路产生的。本教学设计从利用“鱼洗”的机械振荡激发学生的学习兴趣入手，通过问题引出电子振荡现象，并与“荡秋千”这一生活情境进行类比，归纳总结出电子的基本工作原理。然后，将教学内容与实训任务对接，完成电路布局和接线图的绘制。整个教学环节以“任务引领，合作学习”的方式逐步完成教学任务，培养学生的创新精神，拓展思维，达到学以致用，激发兴趣，提升本课程的学习积极性。 【设计理念】 1．基于陶行知“生活即教育”理论。职业教育以培养具备某一职业所需要的技术能力为目标，要求教育与实际的生产劳动相结合。在本教学设计中，我从生活中“鱼洗”的机械振荡现象引出电子振荡现象，利用视频、图片等形式展示实际生活中关于“电子振荡”的应用场景，利用学生原有的知识结构，调动学生好奇、好动的特点，提供更丰富的源于生活的感性材料，主体参与自主探究，从而获取新知识，养成独立思考、仔细观察、认真分析、严谨推理的学习习惯，掌握学习策略，让其探究能力得到提高。

实验六 RC桥式正弦波振荡器

实验六RC桥式正弦波振荡器 一、实验目的 1．研究RC桥式振荡器中RC串、并联网络的选频特性。 2．研究负反馈网络中稳幅环节的稳幅功能。 3．掌握RC桥式振荡器的工作原理及调测技术。 二、实验原理 RC桥式振荡器的实验电路如图1所示。 图（b）Multisim仿真电路图 图1 RC桥式振荡器 该电路由三部分组成：作为基本放大器的运放；具有选频功能的正反馈网络；具有稳幅功能的负反馈网络。 1．RC串并联正反馈网络的选频特性。 电路结构如图2所示。一般取两电阻值和两电容值分别相等。由分压关系可得正反馈网络的反馈系数表达式： 1

2 RC j R C j R RC j R C j R C j R C j R Z Z Z V V F i F ωωωωωω++ ++=++=+==1111//11// 212 ()()RC j RC j RC j RC RC j RC j RC j RC j RC j RC j R C j RC j RC j R ωωωωωωωωωωωωω++=+-+=++=++++=131 2111112 2 令RC 10= ω，则上式为? ?? ? ??-+=ωωωω0031j F 由上式可得RC 串并联正反馈网络的幅频特性和相频特性的表达式和相应曲线（如图 3和图4所示）。 2 002 31 ? ?? ? ??-+=ωωωωF 3 arctg 0ω ωωωφ--=?F 图4 相频特性曲线 图3 幅频特性曲线

3 I I D1D1图5 由特性曲线图可知，当ω＝ω0时，正反馈系数达最大值为1/3，且反馈信号与输入信号同相位，即φF ＝0，满足振荡条件中的相位平衡条件，此时电路产生谐振ω＝ω0＝1/RC 为振荡电路的输出正弦波的角频率，即谐振频率f o 为 RC f o π21 = 当输入信号i V 的角频率低于ω0时，反馈信号的相位超前，相位差φF 为正值；而当输入信号的角频率高于ω0时，反馈信号的相位滞后，相位差φF 为负值。 2、带稳幅环节的负反馈支路 由上分析可知，正反馈选频网络在满足相位平衡的条件下，其反馈量为最大，是三分之一。因此为满足幅值平衡条件，这样与负反馈网络组成的负反馈放大器的放大倍数应为三倍。为起振方便应略大于三倍。由于放大器接成同相比例放大器，放大倍数需满足 VF A =1+31 ≥R R f ，故1 R R f ≥2。为此，线路中设置电位器进行调节。 为了输出波形不失真且起振容易，在负反馈支路中接入非线性器件来自动调节负反馈量，是非常必要的。方法可以有很多种。有接热敏电阻的，有接场效应管的（压控器件），本实验是利用二极管的非线性特性来实现稳幅的。其稳幅原理可从二极管的伏安特性曲线得到解答。如图5所示。 在二极管伏安特性曲线的弯曲部分，具有非线性特性。从图中可以看出，在Q 2点，PN 结的等效动态电阻为22Q di dv r D D d =；而在Q 1 点,PN 结的等效动态电阻为1 1Q di dv r D D d =；显然， 1d r >2d r ；也就是说，当振荡器的输出电压幅度增 大时，二极管的等效电阻减少，负反馈量增大，从而抑制输出正弦波幅度的增大，达到稳幅的目的。 通过R p 调节负反馈量，将振荡器输出正弦波控 制在较小幅度，正弦波的失真度很小，振荡频率接近估算值；反之则失真度增大，且振荡

《电磁波的发射和接收》教学设计

《电磁波的发射和接收》教学设计 河南省刘玉中 教学目标 1．了解有效地发射电磁波的两个条件。 2．了解调制、调幅、调频、调谐、解调、电谐振在电磁波发射、接收过程中的作用。 3．通过对电磁波的产生、发射、接收过程及基本电路的简单分析，领会无线电波在实际生活、生产中的作用。 4．了解无线电波的波长范围。 教学重点 1．电磁波有效发射的条件，调制的含义及调制方式。 2. 无线电波接收原理。 教学难点 1.无线电波调制的含义及调幅和调频的区别。 2.“电谐振”概念。 教学用具：多媒体投影仪，示波器 教学方法：讲解法，学生自学、讨论法 一、提出问题、引入新课 1．古代人们有那些传递信息的方式？（烽火台，鸽子，驿站，邮差等）2．请问现在我们有那些传递信息的方式？（广播，电视，电话，手机，互联网等） （过渡）：现在的传递方式有线和无线之分，无线主要依靠电磁波，在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。上节课我们学习了电磁振荡的知识，知道：在LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部，电场能和磁场能主要在不同元件之间相互转化，辐射出去的电磁能或者电磁波很少。那么如何才能有效地发射和接收电磁波呢？ 二、新课过程

（一）无线电波的发射 师：要有效地向外发射电磁波，振荡电路必须具有哪些特点呢？（学生阅读教材，然后回答。） 生：1.要有足够高的振荡频率。因为频率越高，发射电磁波的本领越大。 2.振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，只有这样才能有效 地把电磁能（电磁波）传播出去。 师：要满足上述两述条件，就需要把振荡电路改造变成开放电路（教师在黑板上画出图1、图2、图3、图4），那么如何改造呢？同学们仔细观察一下，图1到图4是如何变化？ 师生讨论得出：图2中，电容器的极板倾斜，张口变大，便于把电磁能辐射出去；线圈的匝数变少，其自感系数变小，便于发射高频率的电磁波。图3中电容器极板间的距离增大，正对面积减少，线圈匝数进一步减少，便于发射较高频率的电磁波，图4中电容器极板间的距离进一步增大，正对面积减少至为零，线圈匝数为零，以便能够发射更高频率的电磁波。 图1 图2 图3 图4 师：那么，实际中的开放电路是如何发射电磁波的呢？ 图5 师：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地

RC正弦波振荡器设计实验

综合设计 正弦波振荡器的设计与测试 一．实验目的 1． 掌握运用Multisim 设计RC 振荡电路的设计方法 2． 掌握RC 正弦波振荡器的电路结构及其工作原理 3． 熟悉RC 正弦波振荡器的调试方法 4． 观察RC 参数对振荡器的影响，学习振荡器频率的测定方法 二．实验原理 在正弦波振荡电路中，一要反馈信号能够取代输入信号，即电路中必须引入正反馈；二要有外加 的选频网络，用以确定振荡频率。正弦波振荡的平衡条件为：.. 1AF = 起振条件为.. ||1A F > 写成模与相角的形式：.. ||1A F = 2A F n πψ+ψ=（n 为整数） 电路如图1所示： 1． 电路分析 RC 桥式振荡电路由RC 串并联选频网络和同相放大电路组成，图中RC 选频网络形成正反馈电路， 决定振荡频率0f 。1R 、f R 形成负反馈回路，决定起振的幅值条件，1D 、2D 是稳幅元件。 该电路的振荡频率 ： 0f =RC π21 ① 起振幅值条件：311 ≥+ =R R A f v ② 式中 d f r R R R //32+= ，d r 为二极管的正向动态电阻 2． 电路参数确定 （1） 根据设计所要求的振荡频率0f ，由式①先确定RC 之积，即 RC= 21f π ③ 为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻i R 和输出电阻o R 的影响，应使

R 满足下列关系式：i R >>R>>o R 一般i R 约为几百千欧以上，而o R 仅为几百欧以下，初步选定R 之后，由式③算出电容C 的值，然后再算出R 取值能否满足振荡频率的要求 （2） 确定1R 、f R ：电阻1R 、f R 由起振的幅值条件来确定，由式②可知f R ≥21R ， 通常 取f R =（2.1~2.5）1R ，这样既能保证起振，也不致产生严重的波形失真。此外，为了减小输入失调电流和漂移的影响，电路还应满足直流平衡条件，即： R=1R //f R （3） 确定稳幅电路：通常的稳幅方法是利用v A 随输出电压振幅上升而下降的自动调节作用实 现稳幅。图1中稳幅电路由两只正反向并联的二极管1D 、2D 和电阻3R 并联组成，利用二极管正向动态电阻的非线性以实现稳幅，为了减小因二极管特性的非线性而引起的波形失真，在二极管两端并联小电阻3R 。实验证明，取3R ≈d r 时，效果最佳。 三．实验任务 1．预习要求 （1） 复习RC 正弦波振荡电路的工作原理。 （2） 掌握RC 桥式振荡电路参数的确定方法 2． 设计任务 设计一个RC 正弦波振荡电路。其正弦波输出要求： （1） 振荡频率：接近500Hz 或1kHz 左右，振幅稳定，波形对称，无明显非线性失真 （2）* 振荡频率：50Hz~1kHz 可调，其余同（1） 四．实验报告要求 1． 简述电路的工作原理和主要元件的作用 2． 电路参数的确定 3． 整理实验数据，并与理论值比较，分析误差产生的原因 4． 调试中所遇到的问题以及解决方法 五．思考题 1． 在RC 桥式振荡电路中，若电路不能起振，应调整哪个参数？若输出波形失真应如何调整？ 2． 简述图-1中21D D 和的稳幅过程。 六．仪器与器件 仪器： 同实验2 单管 器件： 集成运算放大器μA741 二极管 1N4001 电阻 瓷片电容 若干

实验五RC正弦波振荡器

实验五RC正弦波振荡器 一．实验目的 1.学习文氏桥振荡器的电路结构和工作原理。 2.学习振荡电路的调整与测量振荡频率的方法。 二．电路原理简述 从电路结构上看，正弦波振荡器实质上是一个没有输入信号，但带有选频网络的正反馈放大器。它由选频网络和放大器两部分组成，选频网络由R、C串并联组成，故振荡电路称为RC振荡器，它可产生lHz--1MHz的低频信号。根据RC 电路的不同，可分为RC移项、RC串并联网络、双T选频网络等振荡器。 RC串并联网络(文氏桥)振荡器电路形式如图5—1所示。其原理为：图中的RC选频电路，若把Ui看成输入电压，把Uo看成输出电压，则只有当f=fo=1/2∏RC，Uo和Ui才能同相位。且在有效值上Uo=3Ui，对该振荡器电路而言．当电路满足振荡频率f=fo=1/2∏RC，且放大电路的放大倍数︳Au ︳>3时，就能产生一个稳定的正弦波电压Uo。 图5—1 RC串并联网络振荡器原理图 本实验采用两极共射极带负反馈放大器组成RC正弦波振荡器，实验电路如图5-2。 电路特点：改变RC则可很方便的改变振荡频率，由于采用两级放大及引入负反馈电路，所以能很容易得到较好的正弦波振荡波形。

其中：R F1=1kΩ，R W=150kΩ，增加Rf3=1kΩ,C2=C3=0.47μF，C7=C8=0.01μF，C1=10μF/25V，C E1= C E2=47μF/25V，R E1’=R E2’=10Ω，R F2=51Ω，R C1’=R E1”=120Ω，R C2=R S= R E2”=470 Ω，R B22=1kΩ，R B21=1.5kΩ，R B1=10kΩ，T1=T2=9013，外接电阻R=2kΩ，电容C=0.01μF， 三．实验设备 名称数量型号 1．直流稳压电源 1台 0～30V可调 2．低频信号发生器1台 3．示波器 1台 4．晶体管毫伏表 1只 5．万用表 1只 6．反馈放大电路模块 1块 ST2002 四. 实验内容与步骤 1. RC振荡电路的调整 1）按照图5-2电路原理，选用“ST2002反馈放大电路”模块，熟悉元件安装位置，开始接线,此电路中D和0V两点不要连接，检查连接的实验电路确保无误后，在稳压电源输出为12V的前提下对实验电路供电。 2）在A，B断开（无负反馈）情况下，调整放大器静态工作点，使其Vc1=8V左右，工作点调好后断开电源然后将A，B短接（引入负反馈），按照电路原理图接上R、C电阻和电容（选频网络），连接F,I两点，组成文氏振荡器。 3）用示波器观察输出波形，若无振荡波形可调节R F1，直至输出为稳定不失真的正弦波为止。 文氏振荡器的振荡频率f，满足下式fo =1/2∏RC 2.测量振荡频率及输出电压 ，在在E端用示波器观察输出的正弦波波形。然后用交流毫伏表测出输出电压V O 示波器上读出振荡频率的周期填入表5—1中，并与计算值相比较。 3.测量负反馈放大电路的放大倍数A vf。

RC振荡电路实验报告(特选资料)

广州大学学生实验报告 院（系）名称 物理与信息工程系 班别 姓名 专业名称 学号 实验课程名称 模拟电路实验 实验项目名称 RC 串并联网络（文氏桥）振荡器 实验时间 实验地点 实验成绩 指导老师签名 【实验目的】 1.进一步学习RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件。 2.学会测量、调试振荡器。 【实验原理】 从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大器。若用R 、C 元件组成选频网络，就称为RC 振荡器， 一般用来产生1Hz ～1MHz 的低频信号。 RC 串并联网络（文氏桥）振荡器 电路型式如图6－1所示。 振荡频率 RC 21 f O π= 起振条件 |A &|＞3 电路特点：可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。 图6－1 RC 串并联网络振荡器原理图 注：本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC 正弦波振荡器。 【实验仪器与材料】 模拟电路实验箱 双踪示波器 函数信号发生器 交流毫伏表 万用电表 连接线若干

【实验内容及步骤】 1.RC 串并联选频网络振荡器 （1）按图6－2组接线路 图6－2 RC 串并联选频网络振荡器 （2）接通RC 串并联网络，调节R f 并使电路起振，用示波器观测输出电压u O 波形，再细调节R f ，使获得满意的正弦信号，记录波形及其参数，即，测量振荡频率，周期并与计算值进行比较。 （3） 断开RC 串并联网络，保持R f 不变，测量放大器静态工作点，电压放大倍数。 （4）断开RC 串并联网络，测量放大器静态工作点及电压放大倍数。（输入小信号：f=1KHz,峰峰值为100mV 正弦波）用毫伏表测量u i 、u 0 就可以计算出电路的放大倍数。 （5）改变R 或C 值，观察振荡频率变化情况。 将RC 串并联网络与放大器断开，用函数信号发生器的正弦信号注入RC 串并联网络，保持输入信号的幅度不变（约3V ），频率由低到高变化，RC 串并联网络输出幅值将随之变化，当信号源达某一频率时，RC 串并联网络的输出将达最大值（约1V 左右）。且输入、输出同相位，此时信号源频率为 2πRC 1 f f ο== 【实验数据整理与归纳】 （1）静态工作点测量 U B （V ） U E （V ） U C (V) 第一级 2.48 2.96 4.66 第二级 0.84 11.51 1.01 （2）电压放大倍数测量： u i (mV) u o (V) Av 788 2.80 3.60

实验六 RC正弦波振荡器的设计及调试

实验六 RC 正弦波振荡器的设计及调试 一、实验目的 1、进一步学习RC 正弦波振荡器的组成及其振荡条件； 2、学会测量、调试振荡器。 二、实验原理 从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大电路。若用R 、C 元件组成选频网络，就称为RC 振荡器，一般用来产生1Hz ～1MHz 的低频信号。 1、RC 移相振荡器 电路型式如图8.1所示，选择R ＞＞R i 。 振荡频率：O f =起振条件：放大电路A 的电压放大倍数｜A ｜＞29 电路特点：简便，但选频作用差，振幅不稳，频率调节不便，一般用于频率固定且稳定性要求不高的场合。 频率范围：几Hz ～数十kHz 。 2、RC 串并联网络（文氏桥）振荡器 电路型式如图8.2所示。 振荡频率：12O f RC p = 起振条件：|A |＞3 电路特点：可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。 三、实验条件 1、12V 直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 图8.1 RC 移相振荡器原理图 图8.2 RC 串并联网络振荡器原理图

4、频率计 5、直流电压表 6、3DG12×2或9013×2，电阻、电容、电位器等 四、实验内容 1、RC串并联选频网络振荡器 2、双T选频网络振荡器 3、RC移相式振荡器的组装与调试 五、实验步骤 1、RC串并联选频网络振 荡器 （1）按图8.4组接线路； （2）接通12V电源，调节 电阻，使得Vce1=7-8V， Vce2=4V左右。用示波器观察 图8.4 RC串并联选频网络振荡器有无振荡输出。若无输出或振 荡器输出波形失真，则调节Rf以改变负反馈量至波形不失真。并测量电压放大倍数及电路静态工作点。 （3）观察负反馈强弱对振荡器输出波形的影响。 逐渐改变负反馈量，观察负反馈强弱程度对输出波形的影响，并同时记录观察到 的波形变化情况及相应的Rf值。 （4）改变R（10KΩ）值，观察振荡频率变化情况； （5）RC串并联网络幅频特性的观察。 将RC串并联网络与放大电路断开，用函数信号发生器的正弦信号注入RC

电磁振荡教案

第六章电磁振荡和电磁波 §6—1电磁振荡 教学目标： 1.理解并分析L C回路产生振荡电流的过程 2.掌握电磁振荡的概念 3.了解无阻尼振荡和阻尼振荡 教学重点： 分析振荡电流的产生过程 教学难点： 理解振荡电流的产生过程 教具： 电容器，电感线圈，灵敏电流计，电源，导线，电键，电脑，视频投影仪，视频展示台等 教学过程： 引课： 广播电台、电视台是利用电磁波向四周发送声音和图象信号的，地面对人造卫星，洲际导弹及宇宙飞船的控制及联系都是利用的电磁波，就是手机、BP机也是利用的电磁波，那么电磁波到底是什么呢？它是怎样产生的，有什么性质以及怎样利用它来传播各种信号呢？这一章我们就来探讨这个问题.正象机械振动能够产生机械波一样，电磁振荡能够产生电磁波。首先我们从电磁振荡开始学习，先来观察一个实验。

讲授新课 一、 电磁振荡的产生： 1.实验：介绍实验器材和电路图 由此复习：①电容器充放电。 ②自感现象和自感电动势的方向和大小。 2.现象：电流表指针左右摆动。 3.分析现象： 这表明电路里产生了大小和方向都做周期性变化的电流—— 振荡电流。 能够产生振荡电流的电路叫做振荡电路。 L 和C 组成的电路，是一种简单的振荡电路，简称L C 回路。 问：振荡电流是直流电还是交流电？为什么？ 介绍振荡电流的频率与照明交流电的频率。 L

照明电路：50H z 电子技术中的振荡电流：几千赫兹到几十万兆赫兹 4.分析过程：（讨论四个过程和四个状态中各量的变化情况） ①老师利用课件引导学生分析前两个，把结果填入表

格中。其余的让学生分析。然后把几个学生的答案在视频展示台上展示。 ②画出q、I和e自的图象。 5.电磁振荡的概念： 在振荡电路里产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫做电磁振荡。二、阻尼振荡、无阻尼振荡(学生自学) 在电磁振荡中，如果没有能量损失，振荡应该永远持续下去，电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫做无阻尼振荡或等幅振荡。 事实上，任何电路都有电阻，要消耗能量，还有一部分能量要辐射到周围空间中去。这样，振荡电路的能量将逐渐损耗，振荡电流的振幅将逐渐减小，直到最后停止振荡。这种振荡叫做阻尼振荡或减幅振荡。 如果能适时地把能量补充到振荡电路中，用来补偿电路中的能量损耗，那么在振荡电路中也可以得到无阻尼振荡。实际工作中需要的等幅振荡是用振荡器来产生的。 三、练习： 1.在L C振荡电路中,当电容器放电完毕瞬间,以下说法正确的是:[AB C] A.电容器极板间的电压等于零,磁场能开始向电场能转化; B.电流达到最大值,线圈产生的磁场能达到最大值; C.如果没有能量辐射损耗,这时线圈的磁场能等于电容器开始放电时电容器的电场能;

模电实验_RC正弦波振荡器

实验六——正弦波振荡器发生器实验报告 一，实验目的 （1）学习运算放大器在对信号处理，变换和产生等方面的应用，为综合应用奠定基础。 （2）学习用集成运算放大器组成波形发生器的工作原理。 二，实验原理 波形的产生是集成运算放大器的非线性应用之一。常见的波形发生器有正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器和锯齿波发生器，每一种波形的产生方法都不是唯一的。 RC正弦波振荡器。 RC桥式震荡电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。电路如图所示，选频网络由R,C元件组成，一般用来产生1Hz~1MHz的低频信号，在放大电路中引入正反馈时，会产生自激，从而产生持续振荡，由直流电变为交流电。 若图中R1=R2=R，C1=C2=C，则电路的振荡频率为f0=1/2πRC。为使电路起振要求电压放大倍数Av满足Av=1+（RP+R4）/R3>3→Rp+R4>2R3。 三，实验内容 （1）用示波器观察Vo、Vc处的波形，记录波形并比较他们之间的相位关系。（2）用示波器测量Vo，Vc处波形的幅值和频率

（3）调节可变电阻Rp，用示波器观察输出电压Vp的变化情况。 （4）当T1=T2时，测量电阻Rp的大小，将理论值与实测值进行比较。 四，实验器材 （1）双路直流稳压电源一台 （2）函数信号发生器一台 （3）示波器一台 （4）万用表一台 （5）集成运算放大器两片 （6）电阻，电容，二极管，稳压管若干。 （7）模拟电路试验箱一台。 五，实验步骤 RC正弦波振荡器。 1）按图示连接号电路，检查无误后，接通±12V直流电源。 2）用示波器观察有无正弦波输出。 3）调节可变电阻Rp，使输出波形从无到有直至失真，绘制输出波形Vo，记录临界起振、正弦波输出及出现失真情况下的Rp值。 4）调节可变电阻Rp，分别测量以上三种情况下，输出电压vo和反馈电压vf的值并将结果记录到表3.4.2中，分析负反馈强弱对起振条件和输出波形的影响。 5）测量当R1=R2=10kΩ，C1=C2=0.01μF和R1=R2=10kΩ，C1=C2=0.02μF 两种情况下。输出波形的幅值和频率，计入表3.4.3中，并与理论值比较。 6）断开二极管D1，D2，重复步骤3）的内容，并将结果与步骤3）的结果进行比较。 六，实验数据及结果分析 RC正弦波振荡器 1）正弦波输出如图

模电实验_RC正弦波振荡器

实验六--- 正弦波振荡器发生器实验报告 一，实验目的 (1)学习运算放大器在对信号处理，变换和产生等方面的应用，为综合应用奠定基础。 (2)学习用集成运算放大器组成波形发生器的工作原理。 二，实验原理 波形的产生是集成运算放大器的非线性应用之一。常见的波形发生器有正弦波发生器、方波发生器、三角波发生器和锯齿波发生器，每一种波形的产生方法都不是唯一的。 RC正弦波振荡器。 RC桥式震荡电路由两部分组成，即放大电路和选频网络。电路如图所示，选频网络由R,C元件组成，一般用来产生1Hz~1MHz的低频信号，在放大电路中引入正反馈时，会产生自激，从而产生持续振荡，由直流电变为交流电。 若图中R1=R2=R 3= C2=C则电路的振荡频率为f0=1/2 n RC为使电路起振要求电压放大倍数Av满足Av=1+ ( RP+R4 /R3>3—Rp+R4>2R3 三，实验内容 (1) 用示波器观察Vo、Vc处的波形，记录波形并比较他们之间的相位关系 (2) 用示波器测量Vo, Vc处波形的幅值和频率 （3）调节可变电阻Rp,用示波器观察输出电压Vp的变化情况。

（4）当T仁T2时，测量电阻Rp的大小，将理论值与实测值进行比较 四,实验器材 1）双路直流稳压电源一台 2）函数信号发生器一台 3）示波器一台 4）万用表一台 5）集成运算放大器两片 6）电阻，电容，二极管，稳压管若干 7）模拟电路试验箱一台。 五，实验步骤 RC正弦波振荡器。 1）按图示连接号电路，检查无误后，接通土12V直流电源。 2）用示波器观察有无正弦波输出。 3）调节可变电阻Rp,使输出波形从无到有直至失真，绘制输出波形Vo,记录临界起振、正弦波输出及出现失真情况下的Rp值。 4）调节可变电阻Rp,分别测量以上三种情况下，输出电压vo和反馈电压vf的值并将结果记录到表3.4.2中，分析负反馈强弱对起振条件和输出波形的影响。 5）测量当R仁R2=10Q, 3= C2=0.0V F 和R仁R2=10Q, 3=。2=0.0卬F 两种情况下。输出波形的幅值和频率，计入表3.4.3中，并与理论值比较。 6）断开二极管D1, D2,重复步骤3）的内容，并将结果与步骤3）的结果进行比较。 六,实验数据及结果分析 RC正弦波振荡器 1 ）正弦波输出如图

RC正弦波振荡电路设计

RC 正弦波振荡电路设计 电气工程系 王文川 任务三 RC 正弦波振荡电路 一、RC 正弦波振荡器 任务描述 RC 正弦波振荡电路的描述 学习目标 RC 正弦波振荡电路的认识。

一、实验目的 1、进一步学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件 2、学会测量、调试振荡器 二、实验原理 从结构上看，正弦波振荡器是没有输入信号的，带选频网络的正反馈放大器。若用R、C元件组成选频网络，就称为RC 振荡器，一般用来产生1Hz～1MHz的低频信号。 1、 RC移相振荡器 电路型式如图12－1所示,选择R＞＞R i。 图12－1 RC移相振荡器原理图 振荡频率 起振条件放大器A的电压放大倍数｜｜＞29 电路特点简便，但选频作用差，振幅不稳，频率调节不便，一般用于频率固定且稳定性要求不高的场合。 频率范围几赫～数十千赫。 2、 RC串并联网络（文氏桥）振荡器 电路型式如图12－2所示。 振荡频率 起振条件 ||＞3 电路特点可方便地连续改变振荡频率，便于加负反馈稳幅，容易得到良好的振荡波形。 图12－2 RC串并联网络振荡器原理图

3、双T选频网络振荡器 电路型式如图12－3所示。 图12－3 双T选频网络振荡器原理图 振荡频率 起振条件 ||＞1 电路特点选频特性好，调频困难，适于产生单一频率的振荡。 注：本实验采用两级共射极分立元件放大器组成RC正弦波振荡器。 三、实验设备与器件 1、＋12V 直流电源 2、函数信号发生器 3、双踪示波器 4、频率计 5、直流电压表 6、 3DG12×2 或 9013×2 电阻、电容、电位器等 四、实验内容 1、 RC串并联选频网络振荡器 (1)(1)按图12－4组接线路 图12－4 RC串并联选频网络振荡器

RC正弦波振荡器实验

实验 RC 正弦波振荡器 一．实验目的 1． 掌握RC 正弦波振荡器的设计方法 2． 掌握RC 正弦波振荡器的调试方法 二．实验仪器及器件 集成运算放大器μA741 二极管 电阻 瓷片电容 若干 三．实验原理 振荡电路有RC 正弦波振荡电路、桥式振荡电路、移相式振荡电路和双T 网络式振荡电 路等多种形式。其中应用最广泛的是RC 桥式振荡电路， （如图 黑板上的图） 1． 电路分析 RC 桥式振荡电路由RC 串并联选频网络和同相放大电路组成，图中RC 选频网络形成 正反馈电路，决定振荡频率0f ，1R 、f R 形成负反馈回路，决定起振的幅值条件。 两个二极管起稳定作用（如波形） 该电路的振荡频率 0f = RC π21 (1) 起振幅值条件 311≥+=R R A f v (2) 式中 153f w R R k k =++， 若加二极管，此时153//f w d R R k k r =++ 此时d r 为二极管的正向动态电阻 2． 电路参数确定 （1）.确定1R 、f R 电阻1R 和f R 应由起振的幅值条件来确定，由式(2)可知f R ≥21R 通常取f R =（2.1~2.5）1R ，这样既能保证起振，也不致产生严重的波形失真。 （2）.确定稳幅电路 通常的稳幅方法是利用v A 随输出电压振幅上升而下降的自动调节作用实现稳幅。图中稳幅电路由两只正反向并联的二极管1D 、2D 和3k Ω 电阻并联组成，利用二极管正向动态电阻的非线性以实现稳幅，为了减小因二极管特性的非线性而引起的波形失真，在二极管两端并联小电阻3R 。实验证明，取3R ≈d r 时，效果最佳。 四、实验内容 1. 根据图形连接好电路，填写如下表格

电磁振荡 说课稿 教案

电磁振荡 【教学目标】 知识与技能：1.知道振荡电流、振荡电路、LC回路的概念。2.LC回路中振荡电流的产生过程。3.知道在电磁振荡过程中，LC回路中的能量转化情况。4.知道电磁振荡的周期和频率。 过程与方法：通过结合生活中各种相应现象及常识，理解电磁振荡在人们生活中的地位。 情感、态度与价值观：1.体会物理知识在生活中的重要作用，培养勇于探索的精神。2.培养学生实验探求知识的意识，增强求知欲望。 【教学重难点】 重点：电磁振荡过程中电场能与磁场能的相互转化规律。 难点：LC回路振荡过程中电场强度和磁感应强度的相互转化规律。 【教学方法】演示分析法，类比推理法 【教学用具】电感线圈一个（L>500 H，R<500Ω），200μF金属化纸介电容一个，示波器、学生电源各一台，单刀双掷开关一个，LC回路振荡过程模拟课件一份，导线若干 【教学过程】 （一）引入新课 教师：上节课我们已经了解了电磁波的发现历程，初步认识了电磁波。在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要。从移动电话到广播电视，从互联网到航空导航，从卫星遥感到宇宙探测，它们的工作和运 行都要利用电磁波。可是，电磁波是怎样产生的？它有哪些性质？ 它是怎样传送信息的？要解决这些问题，我们首先来学习有关电 磁振荡的知识。 （二）进行新课 一.电磁振荡的产生 实验演示：（1）出示电路图投影片，照电路图连接电路。 （2）引导学生分析：将S扳到a点，电容器是充电还是放电？上极板带何种电荷？ 学生得出结论：电容器充电，上极板带正电。

（3）提示学生注意观察示波器图象，然后将开关S扳到b点。 提问学生：你观察到什么信号？ 学生回答：振幅逐渐减小的正弦交流信号。 分析上述电路的主要组成部分，并指出示波器和电源分别用来显示信号波形和充电，板书LC回路定义。 1.LC回路：由自感线圈和电容器组成的电路叫做LC回路。 ［演示］多媒体课件演示，从电容器放电瞬间开始，LC回路在振荡过程中，电容器的带电量和极板间场强，自感线圈中的电流和磁感应强度的变化规律，将结果填入表格，板书小标题和表格。 2.LC回路的工作特点（图表和图象） 板书图象。 （2）放电充电放电充电 分析上述电流的变化特点，板书振荡电流概念。 3.振荡电流、大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫振荡电流，实际振荡电流的频率很高，是高频正弦交流。 继续分析振荡电流的来源，板书振荡电路概念。 4.振荡电路，能够产生振荡电流的电路叫振荡电路，LC回路是一种简单的振荡电路。 分析上图中各量随时间的变化关系，板书电磁振荡的概念。

29电子线路教案_石英晶体振荡器136ok139.docx

年月日

一、石英晶体的基本特性及其等效电路 1、压电效应 按一定的方位角切下的石英晶体薄片（方形、圆形或棒形），叫做石英品片。在晶片的两个对面上喷涂上一对金展极板，再加封装，就构成石英晶体谐振器，如图： 在切得的晶片上加压力时，晶片表面会产生电荷；当加在晶片上的压力变为拉力时，晶片表面电荷的极性也随之改变。反之，如果把电压加到晶片上，则晶片产生机械压力；当所加电压反向吋，晶片上的压力变为拉力。以上现象叫做石英晶片的压电效应。如图： 若在石英晶体谐振器的极板上加以交变电压，晶体就会产生机械振动。此机械振动又使晶体表面产生交变电压，如此便产生一个循环过程。一般情况下，机械振动和交变电压的振幅都非常微小，只有当外加交变电压的频率为某一个特定频率时，振幅才突然增大，这种现彖叫做压电谐振。 谐振时电流达最大，它相当于回路的串联谐振现彖。产生压电谐振时的频率，叫做晶体谐振器的谐振频率。2、符号和等效电路 从石英谐振器的等效电路可知，这个电路有两个谐振频率，当1八C、R支路串联谐振时，等效电路的阻抗最小，串联谐振频率为投影片投影片 (a) @)

/s=l/2n J LC 当等效电路并联谐振时，并联谐振频率为 /p=l/2 Ji V L (C"C / (C + C°)) /s和帀两个频率非常接近。 图b为石英谐振器的电抗-频率特性，在/s和/p之间 为电感性，在此区域之外为电容性。 二、石英晶体振荡电路 石英晶体振荡电路是形式多样的，但基本电路只有两 类，即并联品体振荡电路和串联晶体振荡电路。 投影片 晶体在回路屮一定是起电感L的作用，即振荡频率在 晶体振荡器的/s和/p之间。 振荡回路的谐振频率表示式为 振荡频率基本上是rh晶体的固有频率/s所决定，而与 C'的关系很小，即由于C'不稳定所引起的频率漂移是很小的， 故其振荡频率稳定度高。

正弦波振荡器练习题(习题)电子教案

正弦波振荡器练习题 一、选择题 1、振荡器的振荡频率取决于。（） A．供电电源B．选频网络C．晶体管的参数D．外界环境2、为提高振荡频率的稳定度，高频正弦波振荡器一般选用。（） A．LC正弦波振荡器B．晶体振荡器C．RC正弦波振荡器 3、设计一个振荡频率可调的高频高稳定度的振荡器，可采用（） A．RC振荡器B．石英晶体振荡器C．互感耦合振荡器D．并联改进型电容三点式振荡器 4、串联型晶体振荡器中，晶体在电路中的作用等效于。( ) A．电容元件B．电感元件C．大电阻元件D．短路线 5、振荡器是根据反馈原理来实现的，反馈振荡电路的波形相对较好。（） A、正、电感 B、正、电容 C、负、电感 D、负、电容 6、振荡器的频率稳定度高。（） A．互感反馈B．克拉泼电路C．西勒电路D．石英晶体 7、石英晶体振荡器的频率稳定度很高是因为（） A．低的Q值B．高的Q值C．小的接入系数 D. 大的电阻 8、正弦波振荡器中正反馈网络的作用是（）A．保证产生自激振荡的相位条件 B．提高放大器的放大倍数，使输出信号足够大

C ．产生单一频率的正弦波 D ．以上说法都不对 9、在讨论振荡器的相位稳定条件时，并联谐振回路的Q 值越高，值ω???越大，其相位稳 定性 （ ） A 、越好 B 、越差 C 、不变 D 、无法确定 10、并联型晶体振荡器中，晶体在电路中的作用等效于 ( ) A ．电容元件 B ．电感元件 C ．电阻元件 D ．短路线 11、克拉拨振荡器属于 振荡器。 ( ) A . RC 振荡器 B .电感三点式振荡器 C .互感耦合振荡器 D .电容三点式振荡器 12、振荡器与放大器的区别是 （ ） A ．振荡器比放大器电源电压高 B ．振荡器比放大器失真小 C ．振荡器无需外加激励信号，放大器需要外加激励信号 D ．振荡器需要外加激励信号，放大器无需外加激励信号 13、如图所示电路，以下说法正确的是 （ ） A ． 该电路由于放大器不能正常工作，不能产生正弦波振荡 B ． 该电路由于无选频网络，不能产生正弦波振荡 C ． 该电路由于不满足相位平衡条件，不能产生正弦波振荡 D ． 该电路满足相位平衡条件，可能产生正弦波振荡 14、改进型电容三点式振荡器的主要优点是 （ ）

电磁振荡·教案

电磁振荡·教案 一、教学目标 1．理解LC回路中产生振荡电流的过程．了解电容器的充电、放电作用及电感阻碍电流变化的作用． 2．会分析振荡电流变化过程中，电场能和磁场能的相互转化的规律，并会分析振荡电流在一个周期变化过程中，电容器上电荷的变化情况及电感线圈中电流的大小和方向的变化情况． 3．知道阻尼振荡和无阻尼振荡的区别，以及振幅减小的原因． 4．通过观察演示实验，概括出电磁振荡等概念，培养学生的观察能力、类比推理能力，以及理解和概括能力． 二、重点、难点分析 1．先通过观察演示实验，总结得到几个基本概念：振荡电路，振荡电流，电磁振荡现象等．这部分知识，基本概念很抽象，研究对象多是看不见摸不着的电磁场及其运动，理解起来也较为困难，所以做好演示实验是关键，再辅以类比推理和生动的比喻、描述，能增强可接受性． 2．LC回路产生电磁振荡是本章本单元的重点，也是难点．电磁振荡产生的物理过程较为抽象，所以重点应放在电路中电场能和磁场能的相互转化上；分析指出何时电场能转化为磁场能，何时磁场能转化为电场能；何时电场能最大，何时磁场能最大．与之对应的也要指出电路里电流何时最大，何时为零．

其次还要明确电场能和磁场能相互转化的条件是电感线圈的自感电动势的作用和电容器的充放电作用．为了增强可理解性，此处可借助于单摆或弹簧振子的简谐振动，来类比、形容电磁振荡过程中能量的转化情况． 三、教具 1．LC振荡电路演示仪(含晶体管振荡器)等． 2．大屏幕示波器(用于观察振荡电流的波形)． 3．如有条件，可用计算机和彩显，使用三维动画软件，模拟LC电路中的振荡过程． 四、主要教学过程 (一)引入新课 无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波． 现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫现代化的代名词． 那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？就要从电磁振荡开始学习． (二)主要教学过程设计 1．电磁振荡．

实验十RC桥式正弦波振荡器

ni 2 3>7 741 Q 十4 9 +12V -0 Uo 实验十RC桥式正弦波振荡器 一、实验目的 1、学习RC桥式正弦波振荡电路的组成及振荡条件。 2、学会设计、调试RC桥式正弦波振荡电路和测量电路输出波形的频率、幅度。 1、预习RC桥式正弦波振荡电路的构成，工作原理、了解各元器件的作用。 2、RC桥式正弦波振荡电路的起振条件、频率的计算。 三、实验设备及仪器 智能网络型实验台、双踪示波器、交流毫伏表、数字万用表、函数信号发生器。 四、实验内容及步骤 1、按图接线。该电路为RC桥式正弦波振荡电路，可用来产生频率可调、波形较好的正弦波。 电路由放大器和反馈网络组成。 预习要求 K2 K1 1 5 nu^i

图RC桥式正弦波振荡电路 2、有稳幅环节的文氏电桥振荡器 ① 将开关K1拨到1,此时R= R3= R4= 10k Q> C= C2 = Q=u F。接通电源，用示波器观察有无正弦波 电压V o输出。若无输出，可适当调节P1，使V o为无明显失真、稳定的正弦波。用示波器和毫伏表测量V。、V的峰-峰值、有效值和输出频率f。，并填入表和表中。 ② 3 —4 连接，5-6 连接，此时R= R = R4= 10k Q、C= C//C 2= G//C 4=卩F 时的V。波形, 要 求在波形不失真的情况下，用示波器和毫伏表测量V。、X的峰-峰值、有效值和输出 频率f。，填入表中。 3、无稳幅环节的文氏电桥振荡器 将开关K1拨到2，接通电源，调节P1,使V。输出正弦波无明显失真，用示波器和毫伏表测量V。、V f的峰一峰值、有效值和输出频率f。，填入表中。并与表进行比较。 表

《电磁振荡》教案1

《电磁振荡》教案 一、教学目标 1．知识目标 认识 LC 回路产生电磁振荡的现象，了解振荡电路和振荡电流的定义；知道LC回路中振荡电流的产生过程，了解振荡电流产生的物理原因，理解振荡电流产生的物理实质；理解LC振荡电路中的能量转化情况，掌握振荡电路的变化规律；知道无阻尼振荡和阻尼振荡的概念。 2．能力目标 通过电磁振荡的观察、分析和应用，归纳电磁振荡问题的分析思路和方法，培养学生综合运用物理知识分析问题、解决问题的能力和良好的学习习惯，提高学生的综合素质。 3．情感目标 结合电磁振荡的实验、分析和探索过程，培养学生独立钻研、大胆探索、实事求是的科学精神，感受物理学科研究的方法和意义，促进学生全面和谐的发展。 二、教学重点 LC回路的工作过程及相关物理量的变化规律。 三、教学难点 振荡电流产生的物理原因和物理实质。 四、教学方法

实验、讨论、类比等启发式讲授与多媒体辅助教学相结合。 五、教具 电容C、线圈L、电流表G、电池组、开关、导线、晶体管振荡器、示波器。阻尼振荡示教板、无阻尼振荡示教板。实物展示仪、多媒体教学系统等。 六、教材分析 全日制普通高级中学教科书（试验修订本·必修加选修）物理（第二册），第十九章《电磁振荡和电磁波》讲述电磁振荡、电磁场和电磁波的概念以及电磁波的发射、传播和接收的初步知识，是以前学过的电磁学以及振动和波的知识的继续和发展，并跟以后将要学习的物理光学知识相联系，为认识光的电磁本性做准备。 《电磁振荡》是本章的第一节，LC回路产生电磁振荡是本章及本节的重点，也是各类考查的热点。由于电磁振荡的产生不如机械振动直观，课本用了较大的篇幅详细分析LC回路产生电磁振荡的过程，并配以示意图和电路中的电流、电荷周期变化的图线，以帮助学生理解，使学生建立起较完整的电磁振荡概念。电磁振荡是指电荷、电场、电流、磁场等随时间做周期性变化的现象。教材中还介绍了无阻尼振荡和阻尼振荡两种典型的振荡类型。教材中还将机械振动与电磁振荡进行类比，找出它们的共性和个性。对电磁振荡过程还从能量转化的角度来分析，通过与机械振动中能量的转换的对比来加深学生的理解。 七、教学设计 (一)引入新课

数字电路教案第五单元(2课时)

理论课授课教案

与教法态触发器。 （1）输入信号u I为0时，电路处于稳态。 u I2=VDD，u O=UOL =0，u O1＝UOH =VDD。 （2）外加触发信号，电路翻转到暂稳态。 当u I产生正跳变时，u O1产生负跳变，经过电容C耦合，使u I2产生负 跳变，G2输出u O产生正跳变；u O的正跳变反馈到G1输入端，从而导致如下 正反馈过程： 使电路迅速变为G1导通、G2截止的状态，此时，电路处于u O1=UOL、 u O=u O2=UOH的状态。然而这一状态是不能长久保持的，故称为暂稳态。 （3）电容C充电，电路由暂稳态自动返回稳态 在暂稳态期间，VDD经R对C充电，使u I2上升。当u I2上升达到G2的 UTH时，电路会发生如下正反馈过程： 使电路迅速由暂稳态返回稳态，u O1=UOH、u O= u O2=UOL。 从暂稳态自动返回稳态之后，电容C将通过电阻R放电，使电容上的电 压恢复到稳态时的初始值。 图6-15 单稳态触发器工作波形 集成单稳态触发器 用集成门电路构成的单稳态触发器虽然电路简单，但输出脉冲宽度的稳 定性较差，调节范围小，而且触发方式单一。因此实际应用中常采用集成单 稳态触发器。 1. 输入脉冲触发方式 上升沿触发

与教法下降沿触发 2、TTL集成单稳态触发器电路74121的功能及其应用 74121是一种不可重复触发的单稳态触发器，它既可采用上升沿触发，又 可采用下降沿触发，其内部还设有定时电阻Rint(约为2kΩ)。 三、单稳态触发器的应用 单稳态触发器的主要应用是整形、定时和延时。 1. 脉冲延时 如果需要延迟脉冲的触发时间，可利用单稳电路来实现。 2. 脉冲定时 单稳态触发器能够产生一定宽度t w的矩形脉冲，利用这个脉冲去控制某 一电路，则可使它在t w时间内动作(或者不动作)。 课题二多谐振荡器 1．多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。 2．通过电容的充电和放电，使两个暂稳态相互交替，从而产生自激振荡，无需外触发。 3．输出周期性的矩形脉冲信号，由于含有丰富的谐波分量，故称作多谐振荡器。 1 对称式多谐振荡器 1. 电路组成 由两个TTL反相器经电容交叉耦合而成。 通常令C1=C2=C，R1=R2=RF。 为了使静态时反相器工作在转折区，具有较强的放大能力，应满足ROFF ＜RF＜RON的条件。