一种由MOS管构成的正弦波振荡实验电路

技术领域

本发明涉及一种正弦波振荡实验电路，更具体的说，尤其涉及一种由MOS管构成的正弦波振荡实验电路。

背景技术

正弦波是频率成分最为单一的一种信号，正弦波振荡电路广泛应用于广播、电视、通讯、计量仪表等电子设备中，任何复杂的信号都可以看成由许许多多频率不同、大小不等的正弦波复合而成。正弦波振荡实验电路是大学模拟电子技术教学过程中的重要实验电路之一，常用的正弦波振荡电路通常由RC串并联电路、运算放大器和反馈回路构成，目前的正弦波振荡电路中RC串并联电路的参数不可调，使得所形成的正弦波频率也不可调，不利于学生对RC串并联电路功能和作用的理解和掌握。同时，由于采用集成的运算放大器，也不利于学生对放大电路及电压负反馈电路工作原理的理解和掌握，因此，设计一种适于大学实验教学的正弦波振荡电路势在必行。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种由MOS管构成的正弦波振荡实验电路。

本发明的由MOS管构成的正弦波振荡实验电路，包括RC串并联电路、两级放大电路、级间交流负反馈电路和直流电源，两级放大电路为由场效应管Q1构成的第一级放大电路和由场效应管Q2构成的第二级放大电路，场效应管Q1和Q2均为N沟道增强型MOSFET；其特征在于：所述RC串并联电路由电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和双刀双掷开关S1组成，双刀双掷开关S1上设置有第一对动端和第二对动端，第一对动端与S1上的不动端短接，电阻R2、电容C1、第一对动端和电容C2依次串联后的两端分别接于正弦波信号输出端Vo和电源地上，电容C3、第二对动端和电容C4依次串联后的两端分别接于电容C1与电阻R2的连接处和电源地上，电阻R3的一端接地，另一端接于S1的两不动端上；场效应管Q1的栅极依次经电阻R7和电阻R5接于电源正极+V上，电阻R5与R7的连接处经电阻R6接地，Q1的源极经电阻R9接地，Q1的漏极经电阻R8接于电源正极+V上，S1的两不动端接于电解电容E1的负极上，E1的正极接于Q1的栅极上；

场效应管Q2的栅极依次经电阻R12和电阻R10接于电源正极+V上，电阻R12与R10的连接处经电阻R11接地，Q2的源极依次经电阻R14和电阻R15接地，Q2的漏极经电阻R13接于电源正极+V上，场效应管Q1的漏极接于电解电容E2的正极上，E2的负极接于Q2的栅极上，Q2的漏极接于电解电容E3的正极上，E3的负极为正弦波振荡实验电路的正弦波信号输出端Vo，E3的负极依次经电位器RW1和电阻R4接于Q1的源极上，电解电容E3、电位器RW1和电阻R4构成级间交流负反馈电路，反馈组态为电压串联负反馈。

本发明的由MOS管构成的正弦波振荡实验电路，包括由发光二极管LED1构成的电路振荡状态指示灯，发光二极管LED1与电阻R1串联后的两端分别接于正弦波信号输出端Vo和电源地上；包括由发光二极管LED2和发光二极管LED3组成的电源指示灯，LED2与LED3反相并联后再与电阻R16串联后的两端分别接于电源正极+V和电源地上。

本发明的由MOS管构成的正弦波振荡实验电路，包括起稳压作用的电解电容E5，E5的正极接于电源正极+V上，E5的负极接于电源地上；所述电阻R15两端并联有旁路电容E4，E4的正极接于电阻R15与电阻R14的连接处，E4的负极接于电源地上，E4对交流信号视为短路，使电阻R15在稳定静态工作点的同时，消除了其对动态电压增益的影响。

本发明的有益效果是：本发明的由MOS管构成的正弦波振荡实验电路，由RC串并联电路、两级放大电路、级间交流负反馈电路以及直流电源组成，RC串并联电路作为正反馈网络，其输出信号经两级放大电路的放大处理后，再经级间交流负反馈电路的反馈，形成了一个完整的RC正弦波振荡电路，通过调节级间交流负反馈中电位器RW1的阻值，可使正弦波振荡实验电路输出稳定的正弦波信号。通过将RC串并联电路设计为由电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和双刀双掷开关S1组成的电路，实验过程中，切换开关S1，即可改变实验电路输出正弦波的频率；有利于学生理解和掌握RC串并联电路参数以及级间负反馈电路的闭环增益对输出正弦波的影响，适于作为专门用于高校正弦波振荡实验电路。

附图说明

图1为本发明的由MOS管构成的正弦波振荡实验电路的电路图。

图中：1场效应管Q1，2场效应管Q2，3双刀双掷开关S1，4电位器RW1，5电解电容E1，6电解电容E2，7电解电容E3，8第一对动端，9第二对动端。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的由MOS管构成的正弦波振荡实验电路的电路图，其由RC串并联电路、两级放大电路、电解电容E1（5）、电解电容E2（6）、电解电容E3（7）、级间交流负反馈电路和直流电源组成，两级放大电路包括第一级放大电路和第二级放大电路，第一级放大电路由场效应管Q1组成，Q1为N沟道增强型MOSFET，Q1的栅极依次经电阻R7和电阻R5接于电源正极+V上，电阻R7与R5的连接处经电阻R6接地，Q1的源极经电阻R9接地，Q1的漏极经电阻R8接于电源正极+V上，这样场效应管Q1就构成了第一级放大电路。

第二级放大电路由场效应管Q2组成，Q2为N沟道增强型MOSFET，Q2的栅极经电阻R12和电阻R10接于电源正极+V上，电阻R12与R10的连接处经电阻R11接于电源地上，Q2的源极经电阻R14和电阻R15接于电源地上，Q2的漏极经电阻R13接于电源正极+V上。RC串并联电路的输出接于电解电容E1的负极上，E1的正极接于Q1的栅极上，Q1的漏极接于电解电容E2的正极上，E2的负极接于Q2的栅极上，Q2的漏极接于电解电容E3的正极上，E3的负极形成正弦波信号输出端Vo。

E3的负极依次经电位器RW1（4）和电阻R4接于场效应管Q1的源极上，电解电容E3、电位器RW1和电阻R4就构成了级间交流负反馈电路，反馈组态为电压串联负反馈。电路启动工作后，如果没有振荡波形输出，可调节电位器RW1，即调节级间负反馈电路的放大倍数，使电容E3右端产生稳定的正弦波输出。

所示的RC串并联电路是振荡电路的选频网络同时兼作正反馈网络，RC串并联电路由电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和双刀双掷开关S1（3）组成，双刀双掷开关S1上设置有第一对动端（8）和第二对动端（9），第一对动端与S1上的不动端短接，电阻R2、电容C1、第一对动端和电容C2依次串联后的两端分别接于正弦波信号输出端Vo和电源地上，电容C3、第二对动端和电容C4依次串联后的两端分别接于电容C1与电阻R2的连接处和电源地上，电阻R3的一端接地，另一端接于S1的两不动端上。当开关S1切换到左侧与第一对动端（8）相连时，R3和C2并联，然后与C1、R2串联，这种结构称为RC串并联网络；当开关S1切换到右侧与第二对动端（9）相连时，C1和C3并联，然后与R2串联，C2、C4和R3并联。实验时，双刀双掷开关S1切换到第一对动端（即左侧），电容C1和C2接入电路，该实验电路输出一定频率的正弦振荡波，开关S1切换到第二对动端（即右侧），电容C1、C3并联接入电路，电容C2、C4并联接入电路，实验电路输出正弦波频率降为原来一半。

发光二极管LED1构成电路振荡状态指示灯，发光二极管LED1与电阻R1串联后的两端分别接于正弦波信号输出端Vo和电源地上，发光二极管LED1为电路振荡状态指示灯，当电路有稳定振荡波输出时，电容E3对交流信号可视为短路，指示灯LED1被点亮。当电路无振荡波输出时，由于电容E3隔离直流的作用，指示灯LED1熄灭。

发光二极管LED2和发光二极管LED3组成的电源指示灯，LED2与LED3反相并联后再与电阻R16串联后的两端分别接于电源正极+V和电源地上。当实验过程中电源连接正确时，二极管D5导通，电路正常工作，发光二极管LED2点亮。当电源反接时，D5截止，发光二极管LED3点亮。电解电容E5起稳压作用，E5的正极接于电源正极+V上，E5的负极接于电源地上；电阻R15两端并联有旁路电容E4，E4的正极接于电阻R15与电阻R14的连接处，E4的负极接于电源地上，E4对交流信号视为短路，使电阻R15在稳定静态工作点的同时，消除了其对动态电压增益的影响。