LC与晶体振荡器实验

LC与晶体振荡器实验内容摘要：

1、- 1 - 实验一 一、 实验目的 1） 、了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。 2） 、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。 3） 、测量振荡器的反馈系数、波段复盖系数、频率稳定度等参数。 4） 、比较 晶体振荡器的频率稳定度。 二、实验预习要求 实验前，预习教材： “电子线路非线性部分”第 3 章：正弦波振荡器；“高频电子线路”第四章：正弦波振荡器的有关章节。 三、实验原理说明 三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器） ，其交流等效电路如图 1 1、起振条件 1） 、相位平衡条件： 需为同性质的电抗， 的电抗 2、，且它们之间满足下列关系： 2） 、幅度起振条件： 图 1三点式振荡器 式中： 晶体管的跨导， +_|)(=+=，即)(+- 2 - 反馈系数， 放大器的增益， 晶体管的输入电导， 晶体管的输出电导， qL晶体管的等效负载电导， 间取值。 2、电容三点式振荡器 1） 、电容反馈三点式电路考毕兹振荡器 图 1基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容 o 对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。 （ a） 考毕兹振荡器 （ b） 交流等效电路 图 1考毕兹振荡器 2） 、串联改进型电容反馈三点式电路克拉泼振荡器 电路如图 1示，其特点是在 L 支路中串入一个可调的小电容 加大 2的容量，振荡频率主 3、要由 决定。 2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了 使频率可调。 - （ a） 克拉泼振荡器 （ b） 交流等效电路 图 1克拉泼振荡器 3） 、并联改进型电容反馈三点式电路西勒振荡器 电路如图 1示，它是在串联改进型的基础上，在 4，调节 勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。 本实验箱所提供的 荡器就是西勒振荡器。 （ a） 西勒振荡器 （ b） 交流等效电路 图 1西勒振荡器 3、晶体振荡器 - 本实验箱提供的晶体振荡器电路为并联晶振 电路，又称皮尔斯电路，其交流等效电路 如图 1示。 四、实验 4、设备 图 1皮尔斯振荡器 高频电子线路综合实验箱； 双踪示波器； 频率计； 繁用表。 五、实验内容与步骤 开启实验箱，在实验板上找到与本 次实验内容相关的单元电路，并对照实验原理图， 认清各个元器件的位置与作用， 特别是要学会如何使用 “短路帽”来切换电路的结构形式。 作为第一次接触本实验箱，特对本次实验的具体线路作如下分析，如图1示（见图 1。 电阻 106为三极管 感 可防止交流输出对地短路，在电阻 流负反馈，以稳定交、直流工作 点。 用“短路帽”短接切换开关 102、 和 2 接点（以后简称“短接 ” ）便成为 勒振荡电路，改变 接 去除电容 成为晶体振荡电路，电容 - 图 1晶体振荡器实 5、验电原理图 用于降低晶体等效电感的 Q 值，以改善振荡波形。 在调整 荡电路静态工作点时，应短接电感 短接。 三极管 供低阻抗输出。 本实验中 荡器的输出频率约为 体振荡器的输出频率为 10节电阻 调节输出的幅度。 经过以上的分析后，可进入实验操作。 接通交流电源，然后按下实验板上的 +12V 总电源开关 100， 电源指示发光二极管101点亮。 （一） 、调整和测量西勒振荡器的静态工作点，并比较振荡器射极直流 电压（ 直流电流（ ： 1、组成 勒振荡器：短接 在 000p 的电容器，这样就组成了与图 1全相同的 勒振荡器电路。 用示波器 (探头衰减 10)在测试点 C 振荡器的输出波形，再用频率计测 6、量其输出频率。 2、调整静态工作点：短接 短接电感 ，使振荡器停振， 3 3 3 311072 - 并测量三极管 然后调整电阻 使 计算出电流 =K=。 3、测量发射极电压和电流：短接 西勒振荡器恢复工作， 测量 e。 4、调整振荡器的输出：改变电容 110值，使 荡器的 输出频率 出幅度 二） 、观察反馈系数 由原理可知反馈系数 106/按下表改变电容 在 L（保持 ，记录相应的数据，并绘制VL=f（ C）曲线。 500 1000 1500 2000 2500 VL( （三） 、测量振荡电压 f 之间的关系曲线，计算振荡器波段复盖系数 f f 选择测试点 变 量 f 的变化规律，并找出振荡器 7、的最高频率 0001000 1500 25000( - f (L( f 和 ， f f （四） 、观察振荡器直流工作点 保持 000p， 变，然后按以上调整静态工作点的方法改变 测量相应的 把数据记入下表。 L( （五） 、比较两类振荡器的频率稳定度： 1、 荡器 保持 000p， 变，分别测量 察有何变化。 2、晶体振荡器 短接 去除电容 观测 录幅度 波形： 幅度 频率。 然后将测试点移至 得频率。 0 - 根据以上的测量结果，试比较两种振荡器频率的稳定度 f/ 六、预习思考题 1、静态和动态直流工作点有何区别。 如何测定。 2、本电路采用何种形式的反馈电路。 反馈量的大小对电路有何影响。 8、 3、试分析 4、射极跟随电路有何特性。 本电路为何采用此电路。 七、实验注意事项 1、 本实验箱提供了本课程所有的实验项 目，每次实验通常只做其中某一个单元电路的实验，因此不要随意操作与本次实验无关的单元电路。 2、用“短路帽”换接电路时，动作要轻巧，更不能丢失“短路帽” ，以 免影响后续实验的正常进行。 3、在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物，以免损坏机箱的零部件。 4、实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切换相应的电源开关。 八、实验报告 1、整理实验数据，绘画出相应的曲线。 2、总结对两类振荡器的认识。 3、实验的体会与意见等。 % %100/)(/ % %100/)(/ 01000100 9、= - 实验二 函数信号发生实验 一、实验目的 1） 、了解单片集成函数信号发生器 功能及特点。 2） 、掌握 应用方法。 二、实验预习要求 参阅相关资料中有关 内容介绍。 三、实验原理 （一） 、 部框图介绍 单片集成函数信号发生器，其内部框图如图 2示。 它由 恒流源 1、电压比较器 A 和 B、触发器、缓冲器和三角波变正弦波电路等组成。 外接电容 C 可由两个恒 流源充电和放电，电压比较 器 A、 B 的阀值分别为总电 源电压（指 2/3 和 1/3。 恒流源 1的大 小可通过外接电阻调节，但 必须 1。 当触发器的输出 为低电平时，恒流源 图 2理框图 ，恒流源 充电，它的两端电压 达到电源电压的确 2/3 时，电压比较器 A 的输出电压发生跳变，使触发器输出由低电平变电压跟随器电压比较器电压比较器 器弦波电路缓 冲 器0 - 为高电平，恒流源 于 1（设 ， 上进行反充电，相当于 C 由一个净电流 I 放电，。