实验二正弦振荡实验.docVIP

本科实验报告 课程名称： 高频电子线路 实验项目： 正弦波振荡器 实验地点： 信号与系统及高频电子线路实验室 专业班级： 电科1201班 学号： 2012001614 学生姓名： 杨超凡 指导教师： 王耀力 2014年 12 月 16日 实验二、正弦波振荡器实验 一、实验目的 1、掌握晶体管(振荡管)工作状态、反馈大小对振荡幅度与波形的影响。 2、掌握改进型电容三点式正弦波振荡器的工作原理及振荡性能的测量方法。 3、研究外界条件变化对振荡频率稳定度的影响。 4、比较LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度，加深对晶体振荡器频率稳定度的理解。 二、实验原理 1、正弦波振荡器是指振荡波形接近理想正弦波的振荡器，这是应用非常广泛的一类电路，产生正弦信号的振荡电路形式很多，但归纳起来，不外是RC、LC和晶体振荡器三种形式，在本实验中，我们研究的主要是LC三端式振荡器及晶体振荡器。LC三端式振荡器的基本电路如图(2-1)所示： 图2-1 三端式振荡器的交流等效电路 根据相位平衡条件，图中构成振荡电路的三个电抗中，X1、X2必须为同性质的电抗， X3必须为异性质的电抗，且它们之间应满足下列关系式： X3 = -(X1+X2) 这就是LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准则。 若X1和X2均为容抗，X3为感抗，则为电容三端式振荡电路；若X1和X2均为感抗，X3为容抗，则为电感三端式振荡器。 电路原理如图2-2所示。 图2-2 正弦振荡电路 电源供电为12V，振荡管Q52为3DG12C。隔离级晶体管Q51也为3DG12C，LC振荡工作频率为10.7MHz，晶体振荡频率为10.245MHz。 静态工作电流的确定 选ICQ=2mA VCEQ=6V β=60 则有 R55+R54=(UCC-UCEQ)/ICQ=6/2=3KΩ 为提高电路的稳定性RE值适当增大，取R55=1KΩ则R54=2KΩ 则 UEQ=ICQ·RE=2×１＝２Ｖ IBQ＝ICQ／β＝１/３0mA 取流过R56的电流为10IBQ 则 R56 = 8.2K 则R57 + W51 = 28K 取 R57 = 5.1K, W51为50K的可调电阻。 确定主振回路元器件 当为LC振荡时， f0 =10.7MHz 设Ｌ＝L51＝2.2μH 则 C = C53+C51+C512+C55‖C56‖C57 由C56、C57远大于C55［C523、CC51、C512］ 所以C≈C53+C51+C55+C512 取C55为24P C53+C512为55P(而实际上对高频电路由于分布电容的影响，往往取值要小于此值)，C51为3-30P的可调电容。 而C56/C57(C58、C59)=1/2—1/8 则取 C56＝100P 而对于晶体振荡，只并联一可调电容进行微调即可。 四、实验内容与步骤 1、接通开关K51，调整静态工作点：调W51使VR55 = 2V(即测P2与G两焊点之间的电压)。 2、(1)连接好J54、J52，调节可调电容C51，通过示波器和频率计在TT51处观察振荡波形，并使振荡频率为10.7MHz(在本实验中可调范围不窄于10MHz-12MHz)。此为LC振荡器。 (2)断开J52，接通J53，微调C52，使振荡频率为10.245MHz。此为晶体管振荡器。 3、观察振荡状态与晶体管工作状态的关系。 断开J53，连好J52，用示波器在TT51观察振荡波形，调节W51，观察TT51处波形的变化情况，并测量波形变化过程中的几个点的发射极电压UE且计算对应的IE。 由上图可知：Ie增大，输出振幅增加，而Ie过大反而会使振荡器输出幅度下降。 4、用示波器在TT51处观察波形。 保持J52连接，分别连接J54、J55、J56或组合连接使C56/C57‖C58‖C59等于1/3、1/5、1/8时，观察幅度的变化并实测。 六、思考题 1、LC振荡器与晶体振荡器的优缺点 答：LC振荡器频率能够随着需要进行调整这是其优点，但是经过实验我们可以得出结论，其振荡频率不够稳定，会随着温