集成運放組成的文氏橋振蕩器
一、實驗目的
1、掌握正弦振蕩器的振蕩條件和文氏橋振蕩器的組成及工作原理
2、學習失真度測量儀的使用
二、預習要求
1、認真閱讀本實驗原理掌握文氏橋振蕩器的工作原理。
2、由實驗電路9－3 中所給參數，計算振蕩器頻率f0
3、按圖9－3 設計一個振蕩器頻率f0＝10kHz的文氏橋振蕩器，已知C1=C2=0.01μF。
三、實驗原理和實驗電路
1、正弦波振蕩器的振蕩條件
2、從結構上看，正弦波振蕩器就是一個沒有輸入信號的帶選頻網絡的正反饋放大
器，選頻網絡可設置在放大器中，也可設置在反饋網絡中。若放大器的放大倍數為A0，

(2)RC 選頻網絡的頻率特性：

由式（9-5）、（9-6）可畫出串并聯選頻網絡的幅頻特性和相頻特性。如圖9－2 所示由此可見。

３、穩幅措施
由于當溫度、電源電壓或元件參數變化時，將破壞|
. .
A F |＝1 的條件，若AF>1，正反
饋作用會使輸出電壓逐漸增大，使集成運放接近或進入非線性工作狀態，使輸出波形失真。若
AF<1，則不能滿足振蕩條件，輸出電壓逐漸減小，致使振蕩器停振。
為使輸出電壓Uo 的幅度保持穩定，必須采取穩幅措施。其方法是在放大器的負反饋回路里采
用非線性元件來自動調整反饋的強弱，以維持輸出電壓的穩定。例如圖9－1 中的R3 可用一負溫
度系數的熱敏電阻代替，當Uo 增大時，通過負反饋回路的電流也隨之增加，使熱敏電阻阻值減小，

本實驗就是采用的二極管穩幅，實驗電路如圖9－3 所示。
圖9-3 文氏震蕩器實驗電路
元件參數：
R1＝R2＝4.7k
C1=C2=0.047
R3=100k
Rw＝R4+R5=100k
D1、D2 為2AP
三、失真度測量
1、失真度定義：
由于運放中晶體管的非線性及RC 選頻電路特性還不夠好等原因，所以在正弦波的輸出中不
可避免地要產生一定的非線性失真，非線性失真的實質是輸出波形中存在著二次、三次等一系列
諧波成份。非線性失真的大小用失真度來衡量，其定義為輸出信號各次諧波成份總的有效值電壓

2、失真度測量儀的組成
失真度測量儀的組成及面板圖見圖9－4、9－5 所示。

衰減器作用是對被測信號衰減，以擴大量程，輸入電阻的作用是使該儀器的輸入電阻提高至
1M 左右。分壓器是將電壓控制在1mV－1V，S2 是功能開關，當S2 置于電壓時，該儀器作電壓
表使用，輸入信號經衰減器，輸入電路、S2、分壓器、放大器和整流電路驅動表指針偏轉，當S2
置于校正時時測量失真度的準備階段，此時調節校正電位器，使電壓表指示滿刻度。當S2 置于
失真度時，被測信號通過基波濾波器（文氏橋濾波器）濾除基波成份，其諧波成分經分壓放大器
和整流電路推動表針偏轉，按其指示讀出百分數即為被測信號的失真度，其諧波波形可由外接示
波器來觀察。SB1 型失真度測量儀的基波頻率范圍為2Hz－200ＨＺ（不平衡輸入時），當被測信
號基波頻率低于10ＨＺ時采用慢阻尼。由該儀器測量的失真度為被測信號中各次諧波總有效值電
壓與被測信號有效值得比值，即：

3、失真度測量方法
（1）接通電源后，將分壓器開關置于100％位置，功能開關置于電壓位置，頻段開關置于被
測信號的頻段，并調節調諧旋鈕，使頻率度盤指示出被測信號頻率。
（2）接通電源，待表針穩定3－5 分鐘后將被測信號用不平衡電纜接入不平衡輸入端，調節衰減器對被測信號適當衰減，使被測信號在300mv-1v 范圍內。
（3）將工作開關置于“校準”位置，調節“校準控制”電位器，使電壓表指示在滿刻度“1V”
位置，然后將工作開關置于“失真度”位置。
（4）反復、細致的調節“調諧”、“相位”、“微調”旋鈕，使電壓表指示至最小為止（相應改
變分壓器位置），此時依照分壓器位置從電壓表指示上直接讀出失真度的百分數。
（5）測試完畢將分壓器開關恢復到“100％”位置，將工作開關置于校準的位置，電壓表仍
應指示滿刻度，若指示該變，則應重新按（3）、（4）項測試。
四、實驗儀器
模擬電路實驗學習機 一臺
晶體管毫伏表 一臺
頻率計 一臺
失真度測試儀ＳＢ１ 一臺
數字萬用表 一塊
五、實驗內容
1、按圖9－3 連接實驗電路，在不接穩幅二極管D1、D2（即S 斷開）時調節Rw，用示波器
觀察輸出波形，無明顯失真時用頻率計測量振蕩頻率fo.
2、用數字電壓表交流電壓檔測量輸出電壓Uo 與反饋電壓Uf，計算反饋系數F。
3、斷開電源開關，分別測量R3、R4、R5 的阻值，計算放大倍數Au，填入表9－1
4、連好電路接通電源，調節Rw 分別在振蕩器剛剛停振，輸出波形出現削波失真兩種情況下，測
量 R3、R4、R5 的值，計算放大倍數Au，填入表9－1 中。