本地振荡器设计实验报告通信电路

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1、通信电路实验报告报告内容：第一部分预习报告附:原始数据记录第二部分终结报告第三部分联调报告第四部分实验总结王璟2001010224无322007.06.2811第一部分预习报告【实验目的】1、掌握晶体振荡器的设计方法。2、培养设计、制作、调测振荡器的能力。3、学会对电路性能进行研究。【设计要求】1、设计一个串联型晶体振荡器（克拉泼或西勒电路），工作频率在14MHz左右，本实验所选晶体为14.31818MHz；2、振荡器的工作点连续可调，调节范围满足：0.5mA

2、在1kΩ负载上输出电压波形目测不失真，Vopp>=800mV。【实验原理】1、晶体振荡器原理利用石英晶体的压电和反压电效应对正弦振荡频率进行控制的振荡器，频率稳定度和准确度很高。频率稳定度可以比较容易地实现10-4~10-6。利用石英晶片压电效应制成的谐振器件，振荡器的振荡频率就被控制和稳定在石英片的机械振动频率上，稳频度可以达到10-5以上。晶体振荡具有多谐性，除了基频振动外，还有奇次谐波的泛音振动。2、晶体振荡电路、并联型晶体振荡电路：电路中晶体代替三点式振荡器中的电感；晶体在振荡环路中起高Q电感器的作用。如：11、串联型

3、晶体振荡电路：电路中晶体起高Q短路器的作用。电路的结构图等效电路图、泛音晶体振荡器：20MHz以上的更高的工作频率时，一般均采用泛音晶体，泛音次数通常选为3～7次泛音。振荡环路中必须包含两个振荡回路：其中一个作为放大器的选择性负载，即作泛音选择电路，该电路仅在所限定的泛音振荡频率上符合振荡的相位（或振幅）平衡条件。泛音选择电路设计在n次泛音和（n-2）次泛音之间。【实验电路设计】晶体振荡电路有两种实现形式，即串联型和并联型。在串联晶振电路中，晶体起着高Q短路器的作用；而在并联晶振电路中，晶体起着高Q电感器的作用。本实验采用了前

4、一形式的电路，原因在于串联晶振电路的工作点可方便地由分压电路来调节，且其起振调节比较方便。可先将晶体短路后将三点式振荡电路调谐在晶体的串联谐振频率点上，然后将晶体接入电路即可。具体电路如下：11电路的工作原理叙述如下：整个电路是一个共基接法的反馈振荡电路，晶振在其中当高Q短路器的作用。电阻R4和R3用来调整晶体管的直流工作点，使其工作在放大的状态。C3是旁路电容。交流情况下，电容C0、C1、C2和电感L1构成三点式振荡器的振荡环路，晶体在振荡频率上相当于短路线，把输出返回到输入。整个电路的交流等效电路如下：总的电容值得到理论上

5、的振荡频率：11可以通过微调L1，使其谐振在14.318MHz上。第二部分终结报告【实验数据整理及结果分析】1．测出工作点的变化范围，研究工作点变化对振荡频率及振荡幅度的影响，找出最佳工作点。调节变阻器，改变三极管基极电位，其中，RE＝1KΩ，IE＝VE/RE，C1/C2=220/330（为合适反馈系数），对不同工作点对应的振荡幅度、振荡频率进行比较如下：VE（V）0.751.623.213.814.905.205.505.70IE（mA）0.751.623.213.814.905.205.505.70Vopp（V）0.30.

6、81.501.702.051.40.75－fo(MHz)14.313914.313914.314014.314014.314014.314014.3140－振荡状态起振－－合适最大不失真－－停振（1）对振荡幅度的影响由数据可知，晶体振荡器工作时有一个最佳工作点，此处最佳的合适工作点IEopt=3.81mA；在此工作点处电路的输出幅度达到最大。当实际工作点偏离此最佳工作点时，输出电压幅度将下降。偏离得较多时，还可能引起电路不振荡。三极管基极电位升高后，基极电流增大，动态电阻变小，放大系数A增大，平衡点右移，振荡幅度增大。当工作点

7、增大到一定值时，再继续增大工作点就会使晶体管进入饱和区了。因此即使当此时晶体管的输出幅度继续增大它的波形也不标准，而且波峰会出现稍稍内陷的现象。（2）对振荡频率影响的数据分析由上表可以看出，振荡频率随工作点基本不变化。由起振时的振荡频率和最佳工作点的振荡频率均为14.3139～14.3140MHz可知，振荡电路的振荡频率十分稳定，保持在14MHz附近基本不变，这是因为晶体具有很大的等效电感和很小的等效电容及损耗电阻，从而使得晶体的Q值很高，选择性很好，因此外界元件与其相连接时，对石英谐振器的固有谐振特性的影响是十分微弱的，这就

8、是为什么晶体振荡电路如此稳定的原因。11由于直流工作点变化，晶体管的结电容会发生变化，从而造成电路输入输出电容的变化。但由于晶体振荡器的振荡回路结构特殊，输入输出电容变化对振荡频率的影响可以忽略。1．研究反馈系数大小对振荡器振荡幅度的影响。其中IE=IEopt=3.81mA，