高频实验报告LC正弦波振荡电路

高频实验报告LC正弦波振荡电路 高频实验报告 LC正弦波振荡电路实验实验名称: 姓 名: 余丽芳 学 号: 110404213 班 级: 通信二班 时 间: 2014.01.03 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。 二、实验使用仪器 1(LC、晶体正弦波振荡电路实验板 2(60MH双踪示波器 万用 3. 三、实验基本原理与电路 1. LC振荡电路的基本原理 ,,振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。,,振荡器是指振荡回路是由,,元件组成的。从交流等效电路可知:由,,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,,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,,振荡器或电容三点式振荡器。 在几种基本高频振荡回路中，电容反馈,,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,,,,,,,。 普通电容三点式振荡器的振荡频率不仅与谐振回路的LC元件的值有关，而且还与晶体管的输入电容C以及输出电容C有关。当工作环境改变或更换管子时，振荡频率及其稳io CC定性就要受到影响。为减小、的影响，提高振荡器的频率稳定度，提出了改进型电io 容三点式振荡电路——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。 EEC C RRCRRb1 C 3 b1 C CC1 1 L L C CCb Rb Rb2 b2 RRe e CC2 2 C 图2-2西勒振荡电路 图2-1克拉泼振荡电路 串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼电路振荡频率为: 1 ,,0LC, 其中由下式决定 C, 1111,，， CCC，CC，C,1o2i ~选，时，，振荡频率可近似写成 C,C,C,,CC,,C,012 1,, 0LC 这就使几乎与C和值无关，提高了频率稳定度。 ,C0oi R'振荡幅度取决于折合到晶体管端的电阻，可以推出: ce ,LQ1Q20 R',nR,,, 42232,,LCLC0101 ,R由上式看出，、过大时，变得很小，放大器电压增益降低，振幅下降。还可CC12 ,,RRC,,看出，同振荡器的三次方成反比，当减小以提高频率时，的值急剧下降，00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中，高端 频率和低端频率之比称为频率覆盖系数)不大，约为。 1.2~1.3 并联改进型电容三点式振荡电路——西勒电路回路谐振频率为 ,0 1 ,,0LC, 其中，回路总电容为 C, 1,， CC,111，，，，CCCCC1o2i3 ，时，，这就使值几乎与和无关，提高了频率稳选CC,C，C,CC,,CC,,C,30oi12 定度。 ,R折合到晶体管输出端的谐振电阻是 22 R',nR,nQ,L0 ,R其中接入系数和无关，当改变时，、L、都是常数，则仅随一次方CC,nnQ0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。断开J1、连接J2、J3构成LC西勒电路振荡电路。 LC、晶体正弦波振荡电路+12KRW1 C9C10R9R3 R1C2R5 LEDT1C1J1J2T2 C7TP2 OUTTP1C8 J3J4J5R6CV1 L JZC3CV2R7 R2 R4C11C4C5C6 A5-0808 图2-3 LC、晶体正弦波振荡电路实验电路 四、实验内容 1(LC振荡器性能测试。 2(熟悉LC振荡器性能。 (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=1K)。I(mA),V(TP1)EQ/R4 -1静态工作点变化对振荡器工作的影响 表2 I(mA) 1.647 1.793 1.882 2.02 2.09 2.226 2.385 2.559 EQ f(MHz) 10.78 10.81 10.84 10.90 10.84 10.81 10.84 10.81 V(V) 0.928 0.952 1.05 1.14 1.18 1.26 1.23 1.28 p-p (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。 表2-2 振荡器频率范围的测量 f(MHz) V(mV) p-p Cmin 11.46 1520 Cmax 10.18 1200 (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进行计算)。 表2-3 反馈系数对振荡器工作状态的影响 F 0.333 0.2 0.5 1 0.333 f(MHz) 10.08 10.0 10.08 10.20 10.03 V(V) 1.17 0.8 1 1.14 1.26 p-p ( 注 C1:100p C4:100p C5:200p C6:200p) (4)频率稳定度的测量 短期频率稳定度的测量 用示波器在OUT端测量振荡频率，观察,分钟左右振荡频率f的变化情况，,并记录两个频率值f(开始值)，f(最大变化值)。计算,,振荡器的短期频,,,, 率稳定度Δf,f ,, 表2-4短期频率稳定度的测量 f(开始值MHz) f(最大变化值MHz) 短期频率稳定度Δf,f ,,,,,, 10.18 10.05 0.0128 四、实验与体会 答:通过这次实验，我掌握了正弦波振荡电路的相关原理，对于LC电路有了更深的了解，对于理论知识点有了进一步的了解，以及合作的重要性。