編考 實(shí)驗(yàn) 題實(shí)驗(yàn)一-實(shí)驗(yàn)報(bào)告模板

班級(jí)：學(xué)號(hào)：姓名：桌號(hào)：實(shí)驗(yàn)一電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的實(shí)驗(yàn)研究一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．通過實(shí)驗(yàn)深入理解電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的工作原理，熟悉改進(jìn)型電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的構(gòu)成及電路各元件作用；2．研究在不同的靜態(tài)工作點(diǎn)時(shí)，對(duì)振蕩器起振、振蕩幅度和振蕩波形的影響；3．學(xué)習(xí)使用示波器和數(shù)字式頻率計(jì)測(cè)量高頻振蕩器振蕩頻率的方法；4．觀察電源電壓和負(fù)載變化對(duì)振蕩幅度、頻率及頻率穩(wěn)定性的影響。二、實(shí)驗(yàn)原理電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的基本原理電路(考比茲振蕩器)如圖2-1(a)所示。由圖可知，反饋電壓由C1和C2分壓得到，反饋系數(shù)為(2-1)起振的幅度條件為(忽略三極管ge)(2-2)其中，gm為晶體管跨導(dǎo)，gp為振蕩回路的等效諧振電導(dǎo)。圖2-1(a)所示等效電路中的回路總電容為(2-3)振蕩頻率近似為(2-4)當(dāng)外界條件(如溫度等)發(fā)生變化時(shí)，振蕩回路元件及晶體管結(jié)電容要發(fā)生變化，從而使得振蕩頻率發(fā)生漂移。因此，為了改善普通電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的頻穩(wěn)度，可在振蕩回路中引入串接電容C3，如圖2-1(b)所示，當(dāng)滿足C3<<C1、C2時(shí)，C3明顯減弱了晶體管與振蕩回路的耦合程度。為了得到較寬的波段覆蓋效果，引入并聯(lián)電容C4(它和C3為同一個(gè)數(shù)量級(jí))，回路總電容近似為C≈C3+C4。這種改進(jìn)型電容反饋振蕩器稱為西勒電路，其振蕩頻率為(2-5)當(dāng)改變C4調(diào)節(jié)fg時(shí)，振蕩器的反饋系數(shù)不會(huì)受顯著影響。圖2-1圖2-1電容反饋三點(diǎn)式振蕩器的交流等效電路圖C1C2LC1C2LC4C3(a)(b)圖2-2改進(jìn)型電容反饋振蕩器實(shí)驗(yàn)電路①②③④⑤VT1VT2本實(shí)驗(yàn)電路采用西勒振蕩器，如圖2-2所示。由圖可知，電容C1、C2、C3、C4和電感L1組成振蕩回路。晶體管VT1的集電極直流負(fù)載為RC，偏置電路由R1、R2、W1和Re構(gòu)成，改變電位器W1可改變VT1的靜態(tài)工作點(diǎn)。靜態(tài)電流的選擇既要保證振蕩處于截止平衡狀態(tài)，也要兼顧開始建立振蕩時(shí)有足夠大的電壓增益。晶體管VT2與R3、R4組成一級(jí)起隔離作用的射隨器。另外，為了用頻率計(jì)(輸入阻抗為50Ω)測(cè)量振蕩器工作頻率時(shí)不影響電路的正常工作，接入了電阻R7圖2-2改進(jìn)型電容反饋振蕩器實(shí)驗(yàn)電路①②③④⑤VT1VT2四、實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備1．直流穩(wěn)壓電源SS3323型1臺(tái)2．?dāng)?shù)字示波器DSO-X2012A型1臺(tái)3．高頻信號(hào)發(fā)生器TFG6080型1臺(tái)4．?dāng)?shù)字式頻率計(jì)F1000型1臺(tái)5．?dāng)?shù)字萬用表DT9202A型1臺(tái)6．實(shí)驗(yàn)電路板1塊五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)不同時(shí)對(duì)振蕩器輸出幅度和波形的影響(1)接通+12V電源，調(diào)節(jié)電位器W1使振蕩器振蕩，此時(shí)用示波器在④點(diǎn)剛好觀察到不失真的正弦電壓波形(負(fù)載電阻R5或R6暫不接入)。探頭f（MHz）UO（mV）問：比較探頭*1和*10測(cè)得的數(shù)值哪個(gè)更接近真實(shí)值，為什么？t～UO曲線：(2)調(diào)節(jié)W1使振蕩管靜態(tài)工作點(diǎn)電流IeQ在0.5～4mA之間變化(用萬用表測(cè)量射極電阻Re兩端電壓，計(jì)算出相應(yīng)電流近似為IeQ大小，至少取5個(gè)點(diǎn))，用示波器測(cè)量并記錄下④點(diǎn)的幅度與波形變化情況，繪制出IeQ～u0曲線圖。分析靜態(tài)工作點(diǎn)過大和過小為什么都不振蕩。IeQ（mA）u0（mV）123456IeQ～u0曲線：結(jié)果分析：2．外界條件發(fā)生變化時(shí)對(duì)振蕩頻率的影響及正確測(cè)量振蕩頻率(1)選擇一合適的IeQ(1～2mA)，使振蕩器正常工作，在④點(diǎn)上測(cè)量，從示波器上讀出頻率和幅度，再測(cè)量③點(diǎn)和⑤點(diǎn)，分別讀出振蕩器的振蕩幅度和頻率，分析上述幾點(diǎn)的頻率和幅度為何不同。（問題：在⑤點(diǎn)和③點(diǎn)用頻率計(jì)(或示波器)所測(cè)得頻率不同是什么原因？哪一點(diǎn)測(cè)得的結(jié)果更準(zhǔn)確？）IeQ（mA）f（MHz）UO（mV）③點(diǎn)④點(diǎn)⑤點(diǎn)③點(diǎn)④點(diǎn)⑤點(diǎn)結(jié)果分析：(2)用數(shù)字式頻率計(jì)(以kHz為單位，測(cè)到小數(shù)點(diǎn)后面第二位有效數(shù)字)重測(cè)，試比較在③點(diǎn)測(cè)量和在⑤點(diǎn)測(cè)量有何不同？為什么？用數(shù)字式頻率計(jì)測(cè)量⑤點(diǎn)，可每10秒鐘左右記錄一次頻率值，至少記錄5次，計(jì)算出振蕩器頻穩(wěn)度的數(shù)量級(jí)。③點(diǎn)f（MHz）⑤點(diǎn)f（MHz）12345結(jié)果分析：振蕩器頻穩(wěn)度的數(shù)量級(jí)：(3)將不同負(fù)載電阻(R5和R6)分別接入電路，調(diào)節(jié)W1，用示波器在④點(diǎn)觀察，看能否起振，記錄輸出振幅和波形的變化，若不起振，分析是什么原因。IeQ（mA）④點(diǎn)f（MHz）④點(diǎn)UO（mV）不接負(fù)載R5R6不接負(fù)載R5R6結(jié)果分析：(4)將負(fù)載斷開，改變電源電壓VCC分別為+6V、+8V、+10V、+12V、+14V、+16V、+18V，保持振蕩器一合適的靜態(tài)工作點(diǎn)不變，用示波器測(cè)量④點(diǎn)，并記錄振蕩器輸出振幅、波形和頻率的變化。IeQ（mA）f（MHz）UO（mV）是否失真+6V+8V+10V+12V+14V+16V+18V結(jié)果分析：六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．畫出實(shí)驗(yàn)電路的交流等效電路，當(dāng)取C1=180pF，C2=330pF，L1=10μH時(shí)(