实验二lc晶体正弦波振荡电路实验

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1、局频实验报告实验名称：LC晶体正弦波振荡电路实验南京理工大学紫金学院电光系一、实验目的1.进一步学习掌握正弦波振荡电路的相关理论。2.掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响。3.熟悉LC振荡器频率稳定度，加深对LC振荡器频率稳定度的理解。局频实验报告实验名称：LC晶体正弦波振荡电路实验南京理工大学紫金学院电光系一、实验目的1.进一步学习掌握正弦波振荡电路的相关理论。2.掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度

2、和频率的影响。3.熟悉LC振荡器频率稳定度，加深对LC振荡器频率稳定度的理解。二、实验基本原理与电路1.LC振荡电路的基木原理LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。LC振荡器是指振荡回路是由LC元件组成的。从交流等效电路可知：由LC振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈LC振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈LC振荡器或电容三点式振荡器。在儿种基本高频振荡回路中，电容反馈LC振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工

3、作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百MHZ〜GHZ。普通电容三点式振荡器的振荡频率不仅与谐振冋路的LC元件的值奋关，而且还与晶体管的输入电容A以及输出电容&有关。当工作环境改变或更换管子时，振荡频率及其稳定性就要受到影响。为减小6、&的影响，提高振荡器的频率稳定度，提出了改进型电容三点式振荡电路一一串联改进型克拉泼电路、并联改进型西勒电路，分别如图2-1和2-2所示。Ir-RbiRc■OEcC3LI~~I―°LCRbiRc串联改进型电容三点式振荡电路一一克拉泼电路振荡频率为:1其中1^由下式决定1111=11C:CC2+选C2》c时，C尸C，振

4、荡频率叫）可近似写成14lc这就使％几乎与C和G值无关，提高了频率稳定度。振荡幅度取决于折合到晶体管〜端的电阻&，可以推出:Rm二%LQ=-L_g-"^L2C;co;；LC;由上式看出，0、e2过大时，〃'变得很小，放大器电压增益降低，振幅下降。还可看出，f同振荡器A的三次方成反比，当减小C以提高频率％时，f的值急剧下降，振荡幅度显著下降，甚至会停振。另外，用作频率可调的振荡器时，振荡幅度随频率增加而下降，在波段范围内幅度不平稳，因此，频率覆盖系数（在频率可调的振荡器屮，高端频率和低端频率之比称为频率覆盖系数）不大，约为1.2〜L3O并联改进型电容三点式振荡电路一一丙勒电

5、路回路谐振频率％为其中，回路总电容^^为c[=c+—~~n~~rH1Ci+C2+CzC3选q»c，C；2»c时，Q=c+c3y这就使％值儿乎与G和q无关，提高了频率稳定度。折合到晶体管输出端的谐振电阻f是R'=n2R—n2Qo）（｝L其屮接入系数〃和c无关，当改变C时，《、I、2都是常数，则Y仅随％—次方增长，易于起振，振荡幅度增加，使在波段范围内幅度比较平稳，频率覆盖系数较大，可达1.6~1.8。另外，西勒电路频率稳定性好，振荡频率可以较高。2.实验电路LC、晶体正弦波振荡电路实验电路如图2-3所示。断幵J1、连接J2、J3构成LC西勒电路振荡电路。LC、晶体正弦波振荡

6、电路A5O808图2-3LC、晶体正弦波振荡电路丈验电路三、实验内容1.LC振荡器性能测试在实验箱主板上插上LC、晶体正弦波振荡电路实验模块。接通实验箱上电源开关电源指标灯点亮。断开J1、连接J2、J3构成LC西勒振荡电路。(1)测试静态工作点变化对振荡器工作状态的影响调整RW1,由TP1测试T1发射极电压，再通过下式计算得到发射极电流，观测发射极电流改变对振荡频率和幅度的影响。(R4=lKLIEQ(mA)=V(TPl)/R4表2-1辨态工作点变化对振荡器工作的影响7i：q(mA)1.772.02.52.73.03.153.253.54/(MHz)10.7310.7451

7、0.7210.6710.7510.7210.7010.64Kp(v)0.2890.3350.4080.440.4760.490.510.37(2)振荡器频率范围的测量用小起子调整微调电容CV2值(2/25p),同时用示波器在OUT端测量输出振荡信号的频率值，观测振荡频率的改变。农22振荡器频率范围的测量AMHz)Kp-p(V)Cmin11.233.94Cmax9.892.65（3）反馈系数对振荡器工作状态的影响J3、J4、J5不同组合可构成多种反馈系数，观测反馈系数对振荡器工作状态的影响（使用电容三点式电路计算反馈系数的公式来