通信电子电路 实验报告 - 图文

实验八 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；

三、实验仪器

20MHz示波器一台、数字式万用表一块、调试工具一套

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。

+12VR5R7R9Q2Q1K5C6W2K6C4T2C7K7C8K8C40R6R8C9R10TP4R15R17TP5R12TT1C10C11R14Q3C12R16C5

图 8－1 三点式LC振荡器实验原理图

图中，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，C8=330pF，C40=1nF。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∑，则振荡器的反馈系数F＝C6/ C∑。 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∑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。忽略三极管输入输出电容的影响，则三点式LC振荡器的交流等效电路图如图8－2所示。

C5T2C4C6Q1C∑

图8－2 三点式LC振荡器交流等效电路图

图8－2中，C5=33pF，由于C6和C∑均比C5大的多，则回路总电容C0?C5?C4 则振荡器的频率f0可近似为：f0?12?T2C0?12?T2(C5?C4)

调节T2则振荡器的振荡频率变化，当T2变大时，f0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，且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。

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K1、K9、K10、K11、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。检查连线正确无误后，打开实验箱后侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯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（J5处）观察反馈输出信号的波形，调节T2，记录输出信号频率f0的变化范围，比较波形的非线性失真情况，填表8－1。

（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Vo的波形，调节T2，使Vo的频率f1为10.7MHz左右，改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向来改变），观察Vo峰峰值Vop-p、振荡器频率的变化情况，填表8－2。

六、实验报告

1、画出三点式LC振荡器和压控振荡器的交流等效电路图，按步实验并完成表8－1、8－2。

表8－1

f0（MHz） 波形非线性失真（大、小） 最小值 9.174 小 表8－2

最大值 10.70 小 反馈系数 F=1/2 F=1/3 F=1/5 F=1/10 Vop-p（V） 1.34 0.58 0.48 0.36 振荡器频率（MHz） 10.62 10．53 10．48 10．31

C5CNC5C4T2T2C4CjC6C6Q1Q1CMC∑

三点式LC振荡器交流等效电路图 压控振荡器的交流等效电路

J5处观察反馈输出信号的波形：

Q2的发射极观察反馈输出信号Vo的波形：

F=1/2 F=1/3

F=1/5 F=1/10

2、讨论回路电感变化对三点式振荡器输出波形非线性失真的影响。

电感变化影响输出波形谐波成分的多少，对高次谐波呈高阻抗，不易滤去高次谐波，输出波形会产生非线性失真。

实验九 石英晶体振荡器

一、实验目的

1、掌握石英晶体振荡器的工作原理； 2、掌握石英晶体振荡器的设计方法；

3、掌握反馈系数对电路起振和波形的影响。

二、实验内容

1、观察反馈系数变化对输出波形的影响；

三、实验仪器

20MHz示波器一台、调试工具一套

四、实验原理及电路

石英晶体振荡器的实验原理图如图9－1所示。Q1组成振荡器，Q2组成隔离器，Q3组成放大器。图中，C6=100pF，C7=200pF，C8=330pF，C40=1nF。通过改变K6、K7、K8的拨动方向来改变振荡器的反馈系数。设C7、C8、C40的组合电容为C∑，则振荡器的反馈系数F＝C6/ C∑。

+12VR5R7R9R14R16C5Q1C6K4C10Q2C11Q3C12TT1W2K6K7C8K8C40R6R8C9R10TP4R12R15R17TP5CR1CC1C7

图9－1 石英晶体振荡器实验原理图

反馈电路不仅把输出电压的一部分送回输入端产生振荡，而且把晶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的大小还影响波形的好坏，F过大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∑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。

本实验产生的10.7MHz信号将作为功放模块、小信号放大器模块、混频器模块、幅度调制与解调模块的输入信号。实际实验电路在C11与Q3之间还加有一级10.7MHz陶瓷滤波器电路，用来滤除晶体振荡器输出信号中的二次、三次谐波分量，由于受到模块大小的限制，故没有在模块上画出这部分电路图。本实验电路只涉及到振荡器和隔离器部分。

五、实验步骤

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K1、K9、K10、K11、K12向左拨，K2、K3、K5、K7、K8向下拨，K4、K6向上拨。主板GND接模块GND，主板＋12V接模块＋12V。检查连线正确无误后，打开实验箱后侧的船形开关，K1向右拨。若正确连接，则模块上的电源指示灯LED1亮。

2、观察输出波形

用示波器在三极管Q2发射极（J5处）处观察反馈输出信号的波形，记录信号的频率f0。改变反馈系数F的大小（通过选择K6、K7、K8的拨动方向来改变），观察Vo峰峰值

Vop-p大小的变化情况及波形的非线性失真情况，填表9－1。

六、实验报告

1、画出振荡器的交流等效电路图，按步实验完成表9－1。

表9－1

反馈系数 F=1/2 F=1/3 F=1/5 F=1/10 Vop-p（V） 1.22 0．82 0.56 0.28 波形非线性失真（大小） 小 小 小 失真

振荡器的交流等效电路图：

输出波形：

F=1/2 F=1/3

F=1/5 F=1/10

2、讨论反馈系数对振荡器起振和输出波形非线性失真的影响。

反馈系数大，使等效负载电阻减小，放大倍数下降，不易起振。另外，反馈系数的大小还影响波形的好坏，F过大会使振荡波形的非线性失真变得严重。