RC橋式正弦波振蕩電路的仿真教學(xué)法

摘要：本文針對(duì)在教學(xué)過程中RC橋式正弦波振蕩電路的理論性強(qiáng)，學(xué)生理解起來困難的問題，提出了一種基于仿真的教學(xué)方法，仿真軟件采用Multisim10.0，經(jīng)過模型搭建，仿真分析，得出的輸出波形與理論結(jié)果是一致的，過程形象生動(dòng)，易于理解。

關(guān)鍵詞：RC正弦波振蕩電路 仿真

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013） 06（b）-0000-00

1 學(xué)情分析

我們知道，高職學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)比較低，他們更喜歡學(xué)習(xí)實(shí)在的能看得到的東西，而不是抽象的理論，他們喜歡自己搭建一個(gè)電路，而不是進(jìn)行潮流計(jì)算。但是基本的理論我們還是必須要學(xué)的，比如《模擬電子技術(shù)》這門課是電子電氣類專業(yè)的必修課，它的很多知識(shí)點(diǎn)都側(cè)重于對(duì)波形的分析，對(duì)高職學(xué)生來說，理解起來尤為困難，他們不明白波形是如何一步步轉(zhuǎn)換過來的，因此就要求我們教師對(duì)教學(xué)方法進(jìn)行改革。

經(jīng)過實(shí)踐，在講解《模擬電子技術(shù)》的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，設(shè)計(jì)加入仿真實(shí)例分析（也可加入故障診斷），可以達(dá)到較好的效果。下面以RC橋式正弦波振蕩電路為例進(jìn)行仿真分析。

2 RC橋式正弦波振蕩電路的組成及振蕩條件

正弦波產(chǎn)生電路廣泛用于廣播、通信、測(cè)量?jī)x器和自動(dòng)控制系統(tǒng)中。RC橋式正弦波振蕩電路的電路結(jié)構(gòu)如下圖所示，其中，RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)既是選頻網(wǎng)絡(luò)，又是正反饋網(wǎng)絡(luò)，反饋電壓加到集成運(yùn)放的同相輸入端做為輸入電壓；、和集成運(yùn)放構(gòu)成負(fù)反饋放大器；

此外還有穩(wěn)幅環(huán)節(jié)（非線性環(huán)節(jié)），R 或用熱敏電阻，或加二極管作為非線性環(huán)節(jié)。

電路能產(chǎn)生正弦波振蕩的條件是：

起振條件是：

因?yàn)樵诋a(chǎn)生振蕩時(shí)，F(xiàn)=1/3，所以要求A=（1+/）略大于3。

圖1 RC橋式正弦波振蕩電路結(jié)構(gòu)

3 RC橋式正弦波振蕩電路的仿真分析

仿真軟件采用Multisim10.0，RC橋式正弦波

振蕩電路的仿真模型搭建如下，非線性環(huán)節(jié)采

用兩個(gè)反向的二極管（兩個(gè)反向二極管可以允許

正反兩個(gè)方向的電流流過）和一個(gè)電阻并聯(lián)的方式。

3.1 二極管穩(wěn)幅原理

在圖中可以看出，負(fù)反饋放大倍數(shù)A=1+[+（//）]/ （為二極管正向動(dòng)態(tài)電阻）

電路剛剛起振時(shí)，輸出電壓幅值較小，二極管處于正向阻斷狀態(tài)，此時(shí)反饋電阻=+，只要+的值大于2，輸出電壓幅值就會(huì)不斷加大，然后二極管會(huì)導(dǎo)通，此時(shí)=+（//），二極管動(dòng)態(tài)電阻會(huì)隨著輸出電壓的增大而減小，所以會(huì)減小，當(dāng)=2時(shí)，輸出幅值開始穩(wěn)定，從而達(dá)到穩(wěn)幅的目的。

3.2 仿真分析

仿真模型的參數(shù)設(shè)置如上結(jié)構(gòu)圖，要特別注意的是+>2，但又不能太大。

起振波形如下圖3；穩(wěn)幅以后的波形如圖4。

（1）輸出信號(hào)的頻率由RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)決定：

當(dāng)=且時(shí)，，所以可通過修改RC串并聯(lián)里的參數(shù)改變輸出電壓的頻率。

（2）參數(shù)若選擇不當(dāng)，則會(huì)引起波形失真。比如修改=2，則輸出電壓會(huì)產(chǎn)生失真，如圖5。

4 結(jié)語(yǔ)

在課堂正常講授過程中，加入仿真分析，通過清清楚楚的波形產(chǎn)生過程幫助學(xué)生理解正弦波振蕩的條件及起振條件。通過改變參數(shù)，設(shè)置故障對(duì)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)強(qiáng)化。經(jīng)過實(shí)踐，加入仿真分析的RC橋式正弦波振蕩電路的教學(xué)方法，有助于學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，受到學(xué)生的歡迎。

參考文獻(xiàn)

[1]于曉平.模擬電子技術(shù).清華大學(xué)出版社.

[2]王平.模擬電子技術(shù)與實(shí)訓(xùn).山東科學(xué)技術(shù)出版社.