北理-通信电路与系统实验一

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1、实验一电容反馈三点式振荡器的实验研究一、实验目的1.通过实验深入理解电容反馈三点式振荡器的工作原理，熟悉改进型电容反馈三点式振荡器的构成及电路各元件作用；2.研究在不同的静态工作点吋，对振荡器起振、振荡幅度和振荡波形的影3.学习使用示波器和数字式频率计测量高频振荡器振荡频率的方法；4.观察电源电压和负载变化对振荡幅度、频率及频率稳定性的影响。二、实验原理电容反馈三点式振荡器的基本原理电路(考比兹振荡器)如图2-1(a)所示。由图可知，反馈电压由G和C2分压得到，反馈系数为B=G(2-1)G+G起振的幅度条件为乩＞詁(忽略三极管&•)(2-2)D其中，禺为品体管跨导

2、，曲为振荡回路的等效谐振电导。图2-1(a)所示等效电路屮的回路总电容为C二GG(2-3)G+G振荡频率近似为当外界条件(如温度等)发生变化时，振荡回路元件及晶体管结电容要发生变化，从而使得振荡频率发生漂移。因此，为了改善普通电容反馈三点式振荡器的频稳度，可在振荡回路屮引入串接电容G,如图2-1(b)所示，当满足G«G、Q时，G明显减弱了晶体管与振荡冋路的耦合程度。为了得到较宽的波段覆盖效果，引入并联电容G(它和G为同一个数量级)，回路总电容近似为这种改进型电容反馈振荡器称为西勒电路，其振荡频率为当改变G调节时，振荡器的反馈系数不会受显著影响。(a)图2-1电容反

3、馈三点式振荡器的交流等效电路图二、实验电路说明图2-2改进型电容反馈振荡器实验电路本实验电路采用西勒振荡器，如图2-2所示。由图可知，电容G、G、G、C和电感匚组成振荡回路。晶体管VTi的集电极直流负载为偏置电路由K、R2、HI和R(.构成，改变电位器W何改变VT】的静态工作点。静态电流的选择既要保证振荡处于截止平衡状态，也要兼顾开始建立振荡时有足够大的电压增益。晶体管VT?与R,&组成一级起隔离作用的射随器。另外，为了用频率计(输入阻抗为50Q)测量振荡器工作频率时不影响电路的正常工作，接入了电阻R7(lkQ)o图屮振荡器的交流负载实验电阻为&、四、实验仪器及设

4、备1.直流稳压电源SS3323型1台2.数字示波器DS0-X2012A型1台3.高频信号发生器TFG6080型1台4.数字式频率计F1000型1台5.数字万用表DT9202A型1台6.实验电路板1块五、实验内容1.品体管静态工作点不同时对振荡器输出幅度和波形的影响(1)接通+12V电源，调节电位器粘使振荡器振荡，此时用示波器在④点刚好观察到不失真的正弦电压波形(负载电阻&或&暂不接入)o0.0s50.005/1AutoChannels_nDC1.00:1DC1.00:1:黄:AgilentAcquisitionNormal2.00GSa/s1.259广〜仏曲线(x

5、lO)：

6、DSO-X2012A?MY52495620:TueOct2919:45:4420131200?/2+0.0sCursorsAX:ManualSourceQCursorsUnitsX1:0.0sY1:11.53mV1X1♦X2:00$Y2:11.53mV探头f(MHz)仏(mV)X108.063825X17.992400£〜仏曲线(xl)：DSO-X2012A,MY52495620:TueOct2919:52:352013(2)调节Ml使振荡管静态工作点电流0在0.5〜4mAZ间变化(用万用表测量射极电阻Re两端电压，计算出相应电流近似为IeQ大小，至少取

7、5个点)，用示波器测量并记录下④点的幅度与波形变化情况，绘制出IcQ〜Uo曲线图。分析静态工作点过大和过小为什么都不振荡。IeQ(mA)&(mV)10.54447.5020.891378.1231.031675.0042.043712.5052.904700.0063.404912.50%曲线:u0(mV)6000leQ（mA）结果分析：振荡器要振荡的条件是满足相位条件和幅度条件的。而在幅度1I条件的具体表示是gegp,同时/〃=26（〃〃），当静态工作点较低的时候,使得厶较小，从而使得/〃较小，而同时不变，则就使得乞£从而BB不能满足起振的条件，因此不能振荡。并

8、11LC正弦波振荡电路设置直流静态工作点的S的是为了使放犬器在起振吋工作在放人区（甲类状态）。如果直流工作点过低，很容易进入截止区，造成不起振。静态电流取得太大，振荡管工作范围容易进入饱和区，输出阻抗降低。并且Iw较大的时候三极管的放大倍数会减小，使得输出幅度变小。根据起振条件AB>1,当电流过大的吋候会使得A下降并且B不变，这就使得当静态电流大的一定的时候，人B£1使得振荡器就停止振荡了。2.外界条件发生变化时对振荡频率的影响及正确测量振荡频率（1）选择一合适的1/1〜2niA）,使振荡器正常工作，在④点上测量，从示波器上读出频率和幅度，再测量③点和⑤点，分别读

9、出振荡器的