实验三 LC电容反馈式三点式振荡器(2

电子技术实验(Ⅲ) (50403008)实验三 LC电容反馈式三点式 振荡器 黄建宇2012-13(1)版

实验目的① ②

振荡器工作原理介绍 LC电容反馈式三点式振荡器性能参数的测 量

实验原理振荡器简介(1)

振荡器是不需要外信号激励、自身将直流电 源的能量转换成按特定频率变化的交流信号的能 量的装置。 常用的振荡器是由电子管、晶体管等器件与 L、C和R等组成，振荡器用途十分广泛。 振荡器是无线电发送设备的心脏部分，也是 超外差式接收机的主要部分。

实验原理振荡器简介(2)

主振荡器

f0

倍频

n f0 =fp

放大

fp

调制器

功放

声音 拾音器

音频 放大

F

(a )

无线广播发送设备框图

实验原理振荡器简介(3)

fs

输入 回路

fs

高频 放大器

混频 fs fi =fl -fs 本地 振荡器

中频 放大器

检波 fi F

音频 放大 扬声器

f1

(b )

无线广播接收设备框图

实验原理正弦波振荡器的工作原理

凡是从输出信号中取出一部分反馈到输入端作 为输入信号，无需外部提供激励信号,能产生等 幅正弦波输出称为正反馈振荡器。 振荡器必须具备的基本条件：1)一套振荡回路，包括两个(或两个以上)储能元件； 2)一个能量来源；3)一个控制设备。

实验原理由正反馈的观点来说明振荡的条件假设基极电路在S处断开。当输入信 号为Vi时，输出电压为Vo(=-Vc),再 经由反馈网络输出的反馈电压为Vf。 如果将S接通，去掉 Vi ,而以 Vf 代 替它，放大器将继续维持工作。由于 此时没有外加信号，它变成了振荡器。 所以

A0 S

Vo Vi

Vo

Vi

V f F Vc

Vi

Vo A0

Vc A0

V

f

F

Vf Vc

Vc

在产生振荡时，Vi应等于Vf。因此振 荡条件为

事实上，反馈放大器的闭环增益为：

1 A0 F 0

F

1 A0

Af

A0

1 A0 F

当1 A0 F 0 时，A f ,放大器变成了 振荡器。

实验原理正弦波振荡器的工作条件在无源线性网络中要维持一定振幅的振荡，反馈系数应该 设计要比正反馈放大器产生振荡条件中的F要大些。 一般取F=0.5~0.125。这样就可以使得在 A0 F 1 的情况下 起振，而后随着振幅的增强A0就向A过渡。 直到振幅增大到某一程度，出现 A F 1 时，振荡就达到平 衡状态。因此 振荡器的起振条件： A0 F 1 振荡器的平衡条件： A F 1

实验原理振荡器的分类

串联型改进电容反馈三端振荡器(克 拉泼振荡器)

实验原理

设输入电压为Vi,则由于放大器的倒相作用，输出电压Vo与Vi相差180°。 又由于集电极与基极是接于回路

的相对两端，因此二者对发射极电位的变 化相差180°,即Vo与反馈电压Vf相差180°。 所以得到Vi与Vf同相，满足振荡需要的相位条件。起振条件为

1 A0 FRcRb1

h fe

hie C2 hie ' ' Rp C1 h fe R p

VCC Cc

Cb

C1

C1L

L

Rb 2

Ce

Re

C2

C3

C2

C3

串联型改进电容反馈三端振荡器(克 拉泼振荡器)

实验原理

电路特点：其反馈电压Vf从C2上获得。 电路中电容取值必须满足 C3 C1 , C3 C ,这样可使电路的振荡频率 2 近似只与C3、L有关。 电路振荡频率： 回路总电容：

f

1 2 LC3

1 1 1 1 1 C C1 C 2 C 3 C 3

C1 C2

L

V i Vf

Vo

C3

Z2

Z1

Z3

实验原理实验电路分析

实验内容(1)振荡频率与振荡幅度的测试实验条件：Ie=2mA(Ie=Ve/R4 设R4=1KΩ), C=120p, C’=680p, RL=110K,改变CT电容，每改变一次CT电容，对 应重新测量调整Ie电流为2mA,用示波器观察相应振荡电压 峰峰值和振荡频率并记录

CT 50p 100p 150p

f(MHz)

Vp-p

实验内容(2)测试当C、C’不同时(反馈系数不同), 起振点、振幅与工作电流IEQ的关系。实验条件：R=110K, CT=100p,调整电位器RP使IEQ(静态值) 分别为表所标各值，用示波器测量输出振荡幅度Vp-p(峰峰 值)。观察在那一点(静态电流值)出现振荡波形失真或停 振，记录波形严重失真。 C/C’ 100p/150p 120p/680p 680p/120p IEQ(mA) Vp-p(v) Vp-p(v) Vp-p(v)1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

实验内容(3)并联在L上的各电阻对振荡频率的影响。回路参数LC固定时，改变并联在L上的各电阻使等效Q值 变化. 实验条件：CT=100p,C/C’=100p/1200p,IC=3mA 改变L的并联电阻，使其分别为1K, 10K, 110K,分别记录电 路的振荡频率，

R

1K

10K

110K

f(MHZ)

实验内容(4)IEQ对频率的影响实验条件：CT=100p,C/C’=100p/1200p,R=110K 按表调整Rp改变晶体管IEQ的值，测出振荡频率并记录

IEQ(mA) f(MHZ)

1

2

3

4