吳先明

【摘 要】文氏橋電路實(shí)驗(yàn)是一個(gè)經(jīng)典的模擬電路實(shí)驗(yàn)。本文對文氏橋電路進(jìn)行了改進(jìn)，并采用Multisim軟件對其進(jìn)行了電路仿真，當(dāng)電路接線性電阻時(shí)，該電路能產(chǎn)生正弦波信號(hào)，當(dāng)電路接憶阻器時(shí)，該電路產(chǎn)生一種新的非正弦信號(hào)。它既可完成模擬電路實(shí)驗(yàn)，又可探索新的物理現(xiàn)象。

【關(guān)鍵詞】文氏電路;multisim仿真軟件;憶阻器

中圖分類號(hào)： O415.5;TN75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）14-0066-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.14.030

【Abstract】The Wien-bridge circuit is a traditional analog circuit experiment. It is modified，and it was simulated by Multisim.When switch is connected with resistor，it can generate sine signal.When switch is connected with memristor，it can generate a new signal，but it is not sine signal.The analog circuit experiment not only was performed，but also a new physical phenomenon was explored.

【Key words】Wien-bridge;Multisim software;Memristor

0 引言

文氏橋?qū)嶒?yàn)是模擬電路實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)經(jīng)典電路，并給出了振蕩條件和正弦波的頻率，由于其電路簡單而深受學(xué)者們廣泛研究。文獻(xiàn)[1]從理論上分析的文氏橋電路，給出了5種狀態(tài);文獻(xiàn)[2]研究了文氏橋輸出的信號(hào)從起振到飽和的過程，使實(shí)驗(yàn)研究內(nèi)容更全面;文獻(xiàn)[3]提出了把文氏橋電路與電子琴電路相結(jié)合作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，增加了文氏橋電路實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容;文獻(xiàn)[4-5]的文氏電路產(chǎn)生了一種新的簇發(fā)現(xiàn)象。本文對文氏橋電路進(jìn)行修改，在電路中采用開關(guān)分別接電阻和憶阻器，并調(diào)節(jié)電位器使電路分別產(chǎn)生正弦波信號(hào)和新的物理現(xiàn)象。這樣，既讓學(xué)生熟悉電路，又激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1 實(shí)驗(yàn)電路描述與分析

經(jīng)典的文氏電路如圖1所示，它由放大電路、正反饋網(wǎng)絡(luò)、選頻網(wǎng)絡(luò)和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)四部分組成。

文獻(xiàn)[5]對文氏橋電路進(jìn)行了改進(jìn)，其電路如圖2所示。

本文在圖1和圖2的基礎(chǔ)上，通過開關(guān)分別接電阻和憶阻器，調(diào)節(jié)電位器來使電路產(chǎn)生兩種物理現(xiàn)象，其電路如圖3所示。

在圖3電路中，電阻R2=10kΩ，R3=2kΩ，R4=6kΩ，電容C1=10nF，C2=10nF，電感L=20mH，當(dāng)開關(guān)K接電阻R2時(shí)，并調(diào)節(jié)R1，使R1=19.2kΩ，對圖3進(jìn)行電路仿真，其仿真結(jié)果如圖4、圖5和圖6所示。

從圖4可知，文氏電路的起振時(shí)間約為128ms，從圖5可知，其電路的頻率為1.14kHz，從圖6可知，v2與v1的頻率相同。

當(dāng)開關(guān)K接憶阻器時(shí)，調(diào)節(jié)R1，并使R1=2kΩ，對圖3中的憶阻器進(jìn)行電路仿真，其結(jié)果如圖7所示，對圖3中的v1，v2，v3節(jié)點(diǎn)進(jìn)行電路仿真，其結(jié)果如圖8、圖9、圖10和圖11所示。

從圖7可知，憶阻器的伏安特性與電阻的伏安特性不同，從圖8、圖9、圖10和圖11可知，憶阻器代替電阻后，該電路產(chǎn)生了新的物理現(xiàn)象，它與正弦波信號(hào)不同，也與文獻(xiàn)[4-5]的物理現(xiàn)象不同。

2 結(jié)論

本文對模擬電路實(shí)驗(yàn)中的文氏橋電路進(jìn)行了改進(jìn)，并使用Multisim對其進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)，當(dāng)電路接線性電阻電路時(shí)，該電路能產(chǎn)生正弦波信號(hào);當(dāng)電路接阻憶電路時(shí)，該電路能產(chǎn)生一種新的非正弦波信號(hào)。進(jìn)而增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)模擬電路實(shí)驗(yàn)的興趣，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維，增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力。

【參考文獻(xiàn)】

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