通信電子線路實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、 LC與晶體振蕩器實(shí)驗(yàn)報(bào)告 班別：信息 xxx班 組員： 指導(dǎo)老師：xxx- 10 -一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1）、了解電容三點(diǎn)式振蕩器和晶體振蕩器的基本電路及其工作原理。 2）、比較靜態(tài)工作點(diǎn)和動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)，了解工作點(diǎn)對(duì)振蕩波形的影響。 3）、測(cè)量振蕩器的反饋系數(shù)、波段復(fù)蓋系數(shù)、頻率穩(wěn)定度等參數(shù)。 4）、比較LC與晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 實(shí)驗(yàn)前，預(yù)習(xí)教材：“電子線路非線性部分”第3章：正弦波振蕩器；“高頻電子線路”第四章：正弦波振蕩器的有關(guān)章節(jié)。三、實(shí)驗(yàn)原理說(shuō)明 三點(diǎn)式振蕩器包括電感三點(diǎn)式振蕩器（哈脫萊振蕩器）和電容三點(diǎn)式振蕩器（考畢茲振蕩器），其交流等效電路如圖1-1。1、 起振條件

2、1）、相位平衡條件：Xce和Xbe必需為同性質(zhì)的電抗，Xcb必需為異性質(zhì)的電抗，且它們之間滿足下列關(guān)系： 2）、幅度起振條件： 圖1-1 三點(diǎn)式振蕩器 式中：qm晶體管的跨導(dǎo)， FU反饋系數(shù)， AU放大器的增益， qie晶體管的輸入電導(dǎo)， qoe晶體管的輸出電導(dǎo)， qL晶體管的等效負(fù)載電導(dǎo)， FU一般在0.10.5之間取值。2、 電容三點(diǎn)式振蕩器 1）、電容反饋三點(diǎn)式電路考畢茲振蕩器 圖1-2是基本的三點(diǎn)式電路，其缺點(diǎn)是晶體管的輸入電容Ci和輸出電容Co對(duì)頻率穩(wěn)定度的影響較大，且頻率不可調(diào)。 （a） 考畢茲振蕩器 （b） 交流等效電路圖1-2 考畢茲振蕩器 2）、串聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)式電路克

3、拉潑振蕩器 電路如圖1-3所示，其特點(diǎn)是在L支路中串入一個(gè)可調(diào)的小電容C3，并加大C1和C2的容量，振蕩頻率主要由 C3和L決定。C1和C2主要起電容分壓反饋?zhàn)饔?，從而大大減小了Ci和Co對(duì)頻率穩(wěn)定度的影響，且使頻率可調(diào)。 （a） 克拉潑振蕩器 （b） 交流等效電路圖1-3 克拉潑振蕩器 3）、并聯(lián)改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)式電路西勒振蕩器電路如圖1-4所示，它是在串聯(lián)改進(jìn)型的基礎(chǔ)上，在L1兩端并聯(lián)一個(gè)小電容C4，調(diào)節(jié)C4可改變振蕩頻率。西勒電路的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)一步提高電路的穩(wěn)定性，振蕩頻率可以做得較高，該電路在短波、超短波通信機(jī)、電視接收機(jī)等高頻設(shè)備中得到非常廣泛的應(yīng)用。本實(shí)驗(yàn)箱所提供的LC振蕩器就是西勒

4、振蕩器。（a） 西勒振蕩器 （b） 交流等效電路圖1-4 西勒振蕩器 3、晶體振蕩器本實(shí)驗(yàn)箱提供的晶體振蕩器電路為并聯(lián)晶振b-c型電路，又稱皮爾斯電路，其交流等效電路如圖1-5所示。 四、實(shí)驗(yàn)設(shè)備 圖1-5 皮爾斯振蕩器TKGPZ-1型高頻電子線路綜合實(shí)驗(yàn)箱；雙蹤示波器；頻率計(jì)；繁用表。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)箱，在實(shí)驗(yàn)板上找到與本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相關(guān)的單元電路，并對(duì)照實(shí)驗(yàn)原理圖，認(rèn)清各個(gè)元器件的位置與作用，特別是要學(xué)會(huì)如何使用“短路帽”來(lái)切換電路的結(jié)構(gòu)形式。作為第一次接觸本實(shí)驗(yàn)箱，特對(duì)本次實(shí)驗(yàn)的具體線路作如下分析，如圖1-6所示（見(jiàn)圖1-6）。電阻R101R106為三極管BG101提供直流偏置工

5、作點(diǎn)，電感L101既為集電極提供直流通路，又可防止交流輸出對(duì)地短路，在電阻R105上可生成交、直流負(fù)反饋，以穩(wěn)定交、直流工作點(diǎn)。用“短路帽”短接切換開(kāi)關(guān)K101、K102、K103的1和2接點(diǎn)（以后簡(jiǎn)稱“短接Kxxx -”）便成為L(zhǎng)C西勒振蕩電路，改變C107可改變反饋系數(shù)，短接 K101、K102、K103 2-3，并去除電容C107后，便成為晶體振蕩電路，電容C106起耦合作用，R111為阻尼電阻，圖1-6 LC與晶體振蕩器實(shí)驗(yàn)電原理圖 用于降低晶體等效電感的Q值，以改善振蕩波形。在調(diào)整LC振蕩電路靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，應(yīng)短接電感L102（即短接K104 2-3）。三極管BG102等組成射極跟隨電

6、路，提供低阻抗輸出。本實(shí)驗(yàn)中LC振蕩器的輸出頻率約為1.5MHz，晶體振蕩器的輸出頻率為10MHz，調(diào)節(jié)電阻R110，可調(diào)節(jié)輸出的幅度。經(jīng)過(guò)以上的分析后，可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作。接通交流電源，然后按下實(shí)驗(yàn)板上的+12V總電源開(kāi)關(guān)K1和實(shí)驗(yàn)單元的電源開(kāi)關(guān)K100，電源指示發(fā)光二極管D4和D101點(diǎn)亮。（一）、調(diào)整和測(cè)量西勒振蕩器的靜態(tài)工作點(diǎn)，并比較振蕩器射極直流電壓（Ue、Ueq）和直流電流（Ie、Ieq）：1、組成LC西勒振蕩器：短接K1011-2、K1021-2、K103 1-2、K1041-2，并在C107處插入1000p的電容器，這樣就組成了與圖1-4完全相同的LC西勒振蕩器電路。用示波器(探頭

7、衰減10)在測(cè)試點(diǎn)TP102觀測(cè)LC振蕩器的輸出波形，再用頻率計(jì)測(cè)量其輸出頻率。2、調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)：短接K104 2-3（即短接電感L102），使振蕩器停振，并測(cè)量三極管BG101的發(fā)射極電壓Ueq；然后調(diào)整電阻R101的值，使Ueq=0.5V，并計(jì)算出電流Ieq（=0.5V/1K=0.5mA）。3、 測(cè)量發(fā)射極電壓和電流：短接K104 1-2，使西勒振蕩器恢復(fù)工作，測(cè)量BG102的發(fā)射極電壓Ue和Ie。4、 調(diào)整振蕩器的輸出：改變電容C110和電阻R110值，使LC振蕩器的輸出頻率f0為1.5MHz，輸出幅度VLo為1.5VP-P。（二）、觀察反饋系數(shù)Kfu對(duì)振蕩電壓的影響： 由原理可知反饋

8、系數(shù)Kfu=C106/C107。按下表改變電容C107的值，在TP102處測(cè)量振蕩器的輸出幅度VL（保持Ueq=0.5V），記錄相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并繪制VL=f（C）曲線。C107(pf)100300500700900VL(p-p)0.3V1V1.2V1.6V1.8Vf(MHz)1.84131.64511.56811.51341.4931（三）、測(cè)量振蕩電壓VL與振蕩頻率f之間的關(guān)系曲線，計(jì)算振蕩器波段復(fù)蓋系數(shù)f max/ f min： 選擇測(cè)試點(diǎn)TP102，改變C110值，測(cè)量VL隨f的變化規(guī)律，并找出振蕩器的最高頻率fmax和最低頻率fmin 。f (KHz)VL(p-p)f max = 和fm

9、in= ，f max/ f min= （四）、觀察振蕩器直流工作點(diǎn)Ieq對(duì)振蕩電壓VL的影響：保持C107=1000p，Ueq=0.5V，fo=1.5MHz不變，然后按以上調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)的方法改變Ieq，并測(cè)量相應(yīng)的VL，且把數(shù)據(jù)記入下表。Ieq(mA)0.250.300.350.400.450.500.55VL(p-p)（五）、比較兩類振蕩器的頻率穩(wěn)定度：1、LC振蕩器保持C107=1000p，Ueq=0.5V，f0=1.5MHz不變，分別測(cè)量f1在TP101處和f2在TP102處的頻率，觀察有何變化？2、晶體振蕩器 短接K101、K102、K1032-3，并去除電容C107，再觀測(cè)TP102處的振蕩波形，記錄幅度VL和頻率f0之值。波形： 幅度VL = 頻率f0= 。然后將測(cè)試點(diǎn)移至TP101處，測(cè)得頻率f1 = 。根據(jù)以上的測(cè)量結(jié)果，試比較兩種振蕩器頻率的穩(wěn)定度f(wàn)/ f0 ：六、預(yù)習(xí)思考題 1、靜態(tài)和動(dòng)態(tài)直流工作點(diǎn)有何區(qū)別？如何測(cè)定？2、 本電路采用何種形式的反饋電路？反饋量的大小對(duì)電路有何影響？3、 試分析C103、L102對(duì)晶振電路的影響？ 4、射極跟隨電路有何特性？本電路為何采用此電路？七、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng) 1、本實(shí)驗(yàn)箱提供了本課程所有的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，每次實(shí)驗(yàn)通常只做其中某一個(gè)單元電路的實(shí)驗(yàn)，因此不要隨意操作與本次實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)的單元電路