LC正弦波振荡器和选频放大电路.pdf

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1、实验8LC正弦波振荡器和选频放大电路⒈实验目的1)研究、学习LC正弦波振荡器的特性。2)研究、学习LC选频放大电路的特性。⒉实验仪器示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。⒊预习内容1)复习LC正弦波振荡器的基础知识。2)复习LC选频放大回路的基础知识。⒋实验内容1)电容三端式LC振荡器电路原理图8.1电容三端式LC振荡器VF电路如图8.1。这是一个电容三端式LC振荡器，其简化的原理示意图如图8.2，它由一个放大器A和一个LC回路组成。设振荡回路内流过电容的振荡电流为iF。放大器输出电压为Vo=iFXC1，反馈电压为VF=-iFXC2，iF反馈系数为VC1F1F

2、（8-1）VC22o2图8.2图8.1电路简化的原理示意图1放大器反向输入端的反馈电压为VF=FVo=–(C1/C2)Vo，从输出、经反馈到反向输入端、经放大器反向、再到输出端，信号的相移为零，满足振荡器起振的相位条件。若放大器A不接LC回路时的放大倍数A大于22，则满足振荡器起振的幅值条件AF1，电路就能起振。VV显然，对于图8.1所示电路，通过调整电位器RP2，使放大器A的放大倍数大于22，该电路就能起振。若电路起振后，A能自动地减小，达到稳定时使AF1，那末，振荡器就能输出VV幅值稳定的正弦波。图8.1所示电路具有自动调节放大倍数的能力。电路刚起振时，电

3、路输出Vo较小。由于AF1，信号在从输出端、经反馈到反向输入端、再到输出端的过程中V被放大，集电极电压和电流不断被放大，电路输出Vo不断增大。在此过程中，集电极电流逐步被限幅，由于发射极PN结的非线性特性，使基极、发射极电流正半周幅值大，负半周幅值小，由此产生直流电流分量。直流电流分量对发射极旁路电容Ce充电，使发射极直流电位上升，从而使VBE下降，三极管Q1的电流放大倍数β下降，放大器A的放大倍数下降。这时电路达到AF1。若出现AF1，即集电极电流减小，输出电压减小，则由于发VV射极PN结的非线性特性产生的直流电流减小，发射极电容上的直流电位减小，从而使V

4、BE上升，三极管Q1的电流放大倍数β上升，放大器A的放大倍数增大，电路重新回到AF1。V称这种性能为自动稳幅性能。综上所述，放大器A提供了-180°相移，LC振荡回路与放大器的连接方式又提供了-180°相移，所以，LC振荡回路在整个电路中的相移必须为0，才能满足起振的相位条件。使LC回路的相移为0的频率只有其固有频率，f1/2L(CC/(CC))Hz（8-2）1212所以，振荡器输出的是幅值稳定的频率为f的正弦波。本实验电路的LC回路的固有频率仅为十几kHz，三极管的分布参数完全可以忽略。若使LC振荡器LC回路的固有频率为几百kHz到几十MHz，三极管的分布参数，

5、如Cb’c、Cb’e等，将成为制约振荡器输出信号频率进一步提高和提高频率稳定性的主要因素。LC振荡器是工作在中、短波频带上的电子系统常用的电路，其工作频率大致为几百kHz到几十MHz。实验内容(1)调整静态工作点。按图8.1接好电路，断开Cb，将Rp2短路，调整Rp1使VC=0.6V，测量电路的静态参数VB、VE以及Rp1的值。VB(V)VC(V)VE(V)RP1(kΩ)2.81766.01112.163525.965由实验1中式(1-1)可算得三极管β≈139。(2)按图8.1接回Cb，恢复Rp2。取C1=0.01μF，调整Rp2，测量记录输出波形的频率、峰峰值。再取C1=

6、0.047μF，重复上述实验。C1(μF)Vopp(V)测量f(kHz)理论f(kHz)0.018.3214.471616.30.0479.4410.29768.09当C1增大时，输出波的频率明显下降。当C1=0.047μF时，实验值与理论值的相对误差比较大，可能是实验所用电容不准确。22)LC选频放大回路电路原理图8.3为LC选频放大器。与实验1的电路相比，两者的差别是：实验1的电路的集电极仅接了电阻负载，为宽带放大器；本电路的集电极接的是LC1并联调谐回路，为选频窄带放大器。图8.3LC选频放大器对于交流信号，集电极接的LC1并联调谐回路如图8.4(1)。由于电感有损耗，

7、实际电感可等效为一个无损耗电感L1和一个等效电阻RS的串联，如图8.4(2)。L1、RS、C1的等效阻抗为Z1(1)(2)(3)(4)图8.4图8.3所示LC选频放大器的输出回路1L1RS(RjL)S1jCCjC111Z（8-3）1111RjLRjLRjLS1S1S1jCjCjC11131joL1oL11记，()为广义失谐，R，X，oSPC1L1C1RSoRSC1C1RjXRXRXSPC1SPC1SPC1Zj（8-4）12