高频报告四-LC、晶体正弦波振荡电路实验.docVIP

. . 精选 精选 . 精选 实验四 LC、晶体正弦波振荡电路实验 杨韧121180143 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，熟悉其电路中各元件的功能；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.掌握晶体振荡电路的基本原理，熟悉串联型和并联型晶体振荡器电路各自的特点。理解电路中各元件的功能；熟悉静态工作点、反馈系数、对振荡器振荡幅度和频率的影响。 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高的原因理解。 二、实验使用仪器 1．LC、晶体正弦波振荡电路实验板 2．200MH泰克双踪示波器 3.FLUKE万用表 4.高频信号源 5.频谱分析仪（安泰信） 三、实验基本原理与电路 1. LC振荡电路的基本原理 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、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——串联改进型克拉泼电路、并联改进型西勒电路。 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。西勒电路频率稳定性好，振荡频率可以较高。 2. 晶体振荡电路的基本原理 . . 精选 精选 . 精选 本实验采用“并联晶振电路”这种电路由晶体与外接电容器或线圈构成并联谐振回路，按三点线路的连接原则组成振荡器，晶体等效为电感。在理论上可以构成三种类型基本电路，但在实际应用中常用的是如图4-3所示的电路，称“皮尔斯”电路。这种电路不需外接线圈，而且频率稳定度较高。 图4-3 并联晶体振荡器原理电路图 图4-4 并联晶体振荡器实例 图4-4给出了这种电路的实例。这里，晶体等效为电感，晶体与外接电容（包括4.5／20pF与20pF两个小电容）和、组成并联回路，其振荡频率应落在与之间。 3.实验电路 LC、晶体正弦波振荡电路实验电路如图4-6。断开J1、连接J2、J3构成LC西勒电路振荡电路；断开J2、连接J1、J3构成并联型晶体正弦波振荡电路。 四、实验内容 . . 精选 精选 . 精选 1．LC振荡器性能测试。 2．并联晶体振荡器性能测试 3．LC振荡器和晶体振荡器性能比较。 五、实验步骤及数据记录与分析 1．LC振荡器性能测试 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发射极电流，观测发射极电流改变对振荡频率和幅度的影响。（R4=1K）。IEQ(mA)＝V（TP1）/R4 IEQ(mA) 1.5mA 2mA 2.5mA 3mA 3.5mA f(MHz) 10.31 10.40 10.41 10.32 10.37 Vp-p(V) 0.704 0.888 1.08 1.40 1.10 二次谐波失真（dB） 16.8 19.2 19.6 18.8 25.2 三次谐波失真（dB） 46.8 50.4 50.8 52.8 53.6 由实验数据可以看出，在不同的IEQ下，输出频率虽然不完全相同，但是基本在10.6MHz附近，即静态工作点变化对振荡器输出频率影响不大。 电阻R4决定晶体管的射极静态的直流电流IEQ，通常IEQ越大，晶体管放大电路的放大倍数也越大。由实验测得数据可以看出，在3.5mA之前，随着IEQ的增大，输出电压峰峰值越来越大，即放大倍数越来越大。而IEQ继续增大，输出电压峰峰值不但没有继续上升，反而略有下降，应该是由于IEQ过大电路工作状态进入饱和区而放大倍数有所下降。 表格内所记录的谐波失真值均为谐波失真与基波的值，即数值越小，失真越大。由数据可以看出，随着IEQ的增大，放大倍数增大的同时，谐波失真也增大。 （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），同时用频率计在OUT端测量输出振荡信号的频率值，观测振荡频率的改变。} . . 精选 精选 . 精选 f(MHz) Vp-p(V) Cmin 9.77 0.988 Cmax 10.99 0.996 由数据可以看出，实验中所用电路模板在西勒振荡电路下的振荡器频率范围为9.77Hz-10.99MHz。输出振荡信号频