实验2正弦振荡实验

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1、实验二正弦振荡实验(-)三点式LC振荡器及压控振荡器一、实验目的1、掌握三点式LC振荡器的基本原理；2、掌握反馈系数对起振和波形的影响；3、掌握压控振荡器的工作原理；4、掌握三点式LC振荡器和压控振荡器的设计方法。二、实验内容1、测量振荡器的频率变化范围；2、观察反馈系数对起振和输出波形的影响；3、观察温度变化对振荡器频率稳定度的影响(选做)。三、实验仪器1、20MHz示波器2、数字式万用表3、调试T具四、实验原理1、三点式LC振荡器三点式LC振荡器的实验原理图如图8-1所示。图小，T2为可调电感，Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。C6=100pF,C7=200pF,

2、C8=330pF,C40=lnF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向，可改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C》，贝IJ振荡器的反馈系数F=C6/CLo反馈电路不仅把输出电压的一•部分送回输入端产牛:振荡，而11把品体管的输入电阻也反映到LC回路两端。F大,使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。另外，F的人小还影响波形的好坏，F过人会使振荡波形的非线性失真变得严重。通常F约在0.01〜0.5之间。同时，为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响，C6和C工取值要大。当振荡频率较高时，有时可不加C6和C》，直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容，使电路振荡

3、。忽略三极管输入输出电容的影响，则三点式LC振荡辭的交流等效电路图如图8-2所/JiO图8-2中，C5=33pF,由于C6和C》均比C5大的多，贝I」回路总电容Co可近似为：C()=C5+C4(8—1)则振荡器的频率ft)可近似为:fo=2^r2c012tt^T2(C5+C4)(8-2)调节T2则振荡器的振荡频率变化，当T2变大时，fo将变小，振荡回路的品质因素变小,振荡输出波形的非线性失真也变大。实际中C6和C》也往往不是远远大于C5,H.由于三极管输入输出电容的影响，在改变C》，即改变反馈系数的时候，振荡器的频率也会变化。本模块的实际实验电路在C11与Q3之间还有一级10.7M

4、Hz陶瓷滤波器电路，用来滤除石英晶体振荡器输出信号小的二次、三次谐波分量，以给其它模块提供载波信号。由于受到模块人小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。若LC振荡所产生信号的频率不在陶瓷滤波器的通带内，则在TP5处将不会冇波形输出或输出信号幅度较小。若想利川LC振荡器所产生的信号来进行二次开发，则可在TP4处取信号。三点式LC振荡器实验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。2、压控振荡器压控振荡器的实验原理图如图8-3所示。+12V图8-3压控振荡器实验原理图i.iQI、Q2、Q3的作川与三点式LC振荡器相同，TP2和TP3是为自动频率控制实验二次开发即出的接口，在做压控振荡器实验的

5、时候，连接TP2与TP3。TP1是为实验二^一（变容二极管调频）留出的调制信号输入接口，Cl、L1为调制信号耦合隔离电路，压控振荡器实验不涉及此部分电路。R2、R3、W1为变容二极管D1提供肓流反偏压Vd。C2、C3为变容二极管的接入电容（C2=5pF,C3=10pF）,设C2、C3的组合电容为Cn，C7、C8、C40的组合电容为Cm，忽略三极管输入输出电容的影响，则压控振荡器的交流等效电路如图8—4所示。图中，C5=33pF,由于C6和CM均比C5大的多，则回路总电容C（）可近似为：Co=C5+C4+c“cjCn+Cj(8-3)则振荡器的频率岛可近似为:(8-4)由图8-3町得，

6、变容二极管的接入系数P为:(8-5)其屮，CjQ是肓流反偏压为Vd时变容二极管的容量。调节W1,则Vd变化，CjQ也变化。由式8-5可知，Cn越大，变容二极悖的接入系数P也越大，单位直流反偏压变化所引起的频偏也越大。但为了减小高频电压对D1的作用和中心频率的漂移，常将Cn取的较小。五、实验步骤1、三点式LC振荡器（1）连接实验电路在主板上正确插好正弦波振荡器模块，开关KI、K9、K10、Kll、K12向左拨，K2、K3、K4、K7、K8向下拨，K5、K6向上拨。主板GND接模块GND,主板+12V接模块+12V。检查连线正确无谋后，打开实验箱右侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，

7、则模块上的电源指不灯LED1亮。（2）测量LC振荡器的频率变化范围用示波器在三极管Q2的发射极（军站插座处）观察反馈输出信号的波形，调节T2,记录输出信号频率仏的变化范围，比较波形的非线性失真情况，填表8—1。表8—1fo(MHz)最小值最大值波形非线性失真（人、小）（3）观察反馈系数对输出信号的影响用示波器在三极管Q2的发射极观察反馈输出信号V。的波形，调节T2,使V。的频率人为10.7MHz左右，改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向來改变），观