实验五-三点正弦振荡电路

三点式正弦波振荡器三点式正弦波振荡器 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 S2 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 振荡状态Vp p 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 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Vp pIeo 起振1 21V0 56mA 停振6 6V3 89mA 振幅最大不失真4 35V1 36mA 振幅最大失真16 7V3 21mA 测量振荡器输出的频率范围 测量值计算值 fmax5 24MHZ5 13MHZ fmin4 24MHZ4 37MHZ 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 软件仿真实验 PSpicePSpice LCLC 西勒振荡器西勒振荡器 仿真图 Rb 改变时 ic 和 ie 的变化曲线 2 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 3 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 C107500pf1000pf1500pf2000pf 反馈系数 F0 930 750 310 26 起振时间9 0170ps13 929ps15 56ps17 218ps 4 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