实验五-三点正弦振荡电路

一、实验目的

1、掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理,起振条件,振荡电路设计及电路参数计算. 2、通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响. 3、研究外界条件〔温度、电源电压、负载变化〕对振荡器频率稳定度的影响. 二、实验内容

1、熟悉振荡器模块各元件及其作用. 2、进行LC振荡器波段工作研究.

3、研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响. 4、测试LC振荡器的频率稳定度. 三、实验仪器 1、模块 3 1块

2、频率计模块 1块 3、双踪示波器 1台 4、万用表 1块 四、基本原理

将开关S1 的1 拨下2 拨上, S2 全部断开,由晶体管N1 和C3、C10、C11、C4、CC1、L1 构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器,电容CCI 可用来改变振荡频率. 振荡器的频率约为4.5MHz 〔计算振荡频率可调范围〕 振荡电路反馈系数

振荡器输出通过耦合电容C5〔10P〕加到由N2 组成的射极跟随器的输入端,因C5 容量很小,再加上射随器的输入阻抗很高,可以减小负载对振荡器的影响.射随器输出信号经N3 调谐放大,再经变压器耦合从P1 输出. 五、实验步骤

1、根据图5-1在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用. 2、研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响.

1〕将开关S1拨为\"01\拨为\"00\构成LC振荡器.

2〕改变上偏置电位器W1,记下N1发射极电流Ieo<=Ve/R11 ,R11=1K>〔将万用表红表笔接TP2,黑表笔接地测量VE〕,并用示波测量对应点TP4的振荡幅度VP-P,填于表5-1中,分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系.

Vp-p 振荡状态 Ieo 起振 停振 表5-1

分析思路：静态电流ICQ 会影响晶体管跨导gm,而放大倍数和gm 是有关系的.在饱和状态下〔ICQ 过大〕,管子电压增益AV 会下降,一般取ICQ=〔1~5mA〕为宜. 3、测量振荡器输出频率范围

将频率计接于P1 处,改变CC1,用示波器从TP8 观察波形及输出频率的变化情况,记录最高频率和最低频率填于5-2 表中.

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fmax fmin 表5-2 六、实验报告

1、振荡器静态工作点对振荡幅度的影响 振荡状态 起振 停振 振幅最大不失真 振幅最大失真 测量振荡器输出的频率范围 fmax fmin 测量值 5.24MHZ 4.24MHZ 计算值 5.13MHZ 4.37MHZ Vp-p 1.21V 6.6V 4.35V 16.7V Ieo 0.56mA 3.89mA 1.36mA 3.21mA 七、实验分析 通过本次实验掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理,起振条件,振荡电路设计及电路参数计算.通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响.温度对振荡器频率稳定度的影响.通过做实验过程中懂得了很多的知识.

软件仿真实验〔PSpice〕

LC西勒振荡器

仿真图

Rb改变时ic和ie的变化曲线：

（二）反馈系数F的变化,对振荡器起振时间的影响 改变c107的值,进行瞬态分析时的振荡波形： c107等于500pf时的振荡波形： (三)观测输出信号的频谱 取Rb=50k,C107=1000pf

列表比较反馈系数F变化时,起振时间的变化规律. 结果满足反馈系数越小,起振越困难的结论. C107 500pf 1000pf 1500pf 2000pf 0.93 0.75 0.31 0.26 反馈系数F 9.0170ps 13.929ps 15.56ps 17.218ps 起振时间 (四)思考题 1.当晶体管的特征频率及结电容发生变化时,对振荡器的起振及振荡频率有何影

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响？

晶体管通过极间电容对w的影响,从而影响振荡频率.晶体管极间电容是振荡回路的一部分,受结温和工作电压,电流变化的影响,是一个很不稳定的因素.

频率稳定度是振荡器的一项十分重要技术指标,它表示在一定的时间范围内或一定的温度、湿度、电压、电源等变化范围内振荡频率的相对变化程度,振荡频率的相对变化量越小,则表明振荡器的频率稳定度越高.改善振荡频率稳定度,从根本上来说就是力求减小振荡频率受温度、负载、电源等外界因素影响的程度,振荡回路是决定振荡频率的主要部件.因此改善振荡频率稳定度的最重要措施是提高振荡回路在外界因素变化时保持频率不变的能力,这就是所谓的提高振荡回路的标准性.

提高振荡回路标准性可以采用稳定性好和高Q的回路电容和电感外,还可以采用与正温度系数电感作相反变化的具有负温度系数的电容,以实现温度补偿作用. 2.当负载RL值发生变化时,对输出信号的影响. 当RL值增大了,输出电流斜率变小.

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