學號 200800180009 姓名曹廣昊實驗台號
一、實驗目的
1、學會數字頻率計的使用方法；
2、掌握常用正弦波振盪器的工作原理及其特點；
3、掌握正弦波振盪器的基本設計、分析和測試方法；
4、研究反饋係數、靜態工作點、負載變化對振盪器的起振條件、振盪幅度和振盪頻率的影響，從而理解正弦波振盪器的基本效能特點。
二、實驗儀器
數字萬用表、數字頻率計、數字示波器、直流穩壓電源
三、實驗原理
1、振盪的原理
三端式lc正弦波振盪器的組成法則（相位條件）是：與電晶體發射極相連的兩個電抗元件應為同性質的電抗，而與電晶體集電極—基極相連的電抗元件應與前者性質相反。圖1所示為滿足組成法則的基本電容反饋lc振盪器共基極接法的典型電路。
當電路引數選取合適，滿足振幅起振條件時，電路起振。當忽略負載電阻、電晶體引數及分布電容等因素影響時，振盪頻率可近似認為等於諧振迴路的固有振盪頻率，即
1）式中近似等於與的串聯值
2）圖1 電容反饋lc振盪器
由圖1所畫出的分析起振條件的小訊號等效電路如圖2所示。
圖2 分析起振條件的小訊號等效電路
由圖2分析可知，振盪器的起振條件為：
3）式中
為lc振盪迴路的等效諧振電阻；
電路的反饋係數4）
由式（3）看出，由於電晶體輸入電阻對迴路的負載作用，反饋係數並不是越大越容易起振，反饋係數太大會使增益a降低，且會降低迴路的有載值，使迴路的選擇性變差，振盪波形產生失真，頻率穩定性降低；所以，在電晶體引數一定的情況下，可以調節負載和反饋係數，保證電路起振。的取值一般在0.1—0.
5 之間。
圖1所示的振盪器，由於電晶體各電極直接和振盪迴路元件l、、併聯，而電晶體的極間電容（主要是結電容）又隨外界因素（如溫度、電壓、電流等）的變化而變化，因此振盪器的頻率穩定性不夠高。為了提高振盪器的頻率穩定性，實際中更多的採用能夠減小電晶體與迴路之間耦合的改進型電容反饋振盪器。
2、實驗電路
本實驗採用西勒振盪器，圖3所示為實驗電路圖（開關k4、k5斷開）。
3、實驗電路分析
（1）電路中各元件的作用
圖3所示的振盪器電路是在圖1電路的基礎上引入串並聯電容c5和c6且滿足條件、，從而大大減小了電晶體極間引數對振盪頻率的影響。振盪頻率的改變通過調節微調電容c6實現，頻率調節方便，波段覆蓋係數大，波段內輸出電壓平穩。圖中dw1、r1、r2和r4構成電晶體bg1的偏置電路，r3 是集電極直流負載電阻。
改變dw1可改變電晶體bg1的工作點。bg2 和電阻r9、電位器dw2組成的射極跟隨器起隔離作用，以防止測量時或振盪器輸出訊號作它用時的負載影響振盪電路；r5用來模擬負載的變化，用來研究負載對振盪器效能的影響。c1基極旁路電容，c2、c3、c5、c6、l1構成lc選頻迴路。
圖3 西勒振盪器
（2）交流通路
圖3電路的高頻交流通路如圖4所示。
圖4 圖3西勒振盪器的交流通路
該振盪器的振盪頻率主要有c5、c6、l1決定，近似為：
5）反饋係數近似等於：
6）四、實驗步驟及內容
準備：接通電路電源。
（一）靜態工作點（電晶體偏置）不同對振盪器振盪頻率、幅度和波形的影響
1、k1、k2 均置於1—2，k3、k4斷開，用示波器和頻率計在b點監測。調整dw1，使振盪器振盪；微調c6，使振盪頻率在4mhz左右。
2、調整dw1，使bg1工作電流逐點變化，可用萬用表在a點通過測量發射極電阻r4兩端的電壓得到（r4=1kω）。振盪器工作情況變化及測量結果如表1所示：
表1 靜態工作點變化對振盪器的影響
最佳靜態工作點
（二）反饋係數不同對振盪器振盪頻率、幅度和波形的影響
保持靜態工作點電流為最佳值，即調整dw1使振盪輸出幅度盡量大且不失真。改變k1、k2的位置，即選用不同反饋係數，振盪器工作變化情況及測量結果如表2所示：。
表2 反饋係數變化對振盪器的影響測量條件： =
該工作點下的最佳反饋係數是：
c2= pfc3= pf
（三）振盪器頻率範圍測量
在最佳反饋條件下，調整c5從最大到最小，觀察並記錄振盪器的振盪頻率的變化。
= mhzmhz
（四）負載變化對振盪器的影響
1、k3斷開的情況下，將振盪器的振盪頻率調整到4mhz左右，此時頻率= mhz，幅度= v。
2、將k3分別接1—2、1—3、1—4的位置，即接入不同的負載電阻r5，測得的相應的頻率和幅度及計算結果如表3所示。
表3 負載變化對振盪器的影響測量條件： = mhz，幅度= v
由表3知：負載變化對振盪器工作頻率的影響是：
負載變化對振盪器輸出幅度的影響是：
五、思考題
LC振盪器的研究製作
說明 設計的振盪器採用輸出波形好，頻率穩定度高的具有波段切換功能的改進型電容三點式振盪電路。在每乙個波段內，頻率的調節是通過改變壓控振盪器的變容二極體的直流反壓實現的。採用鎖相環頻率合成電路，以進一步提高輸出頻率的穩定度。為了提高輸出功率和效率，功率放大器設計在丙類臨界狀態。微控制器的任務是進行峰 ...
石英晶體振盪器實驗預習報告
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