1、 實(shí)驗(yàn)二 正弦振蕩器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握晶體管（震蕩管）工作狀態(tài)，反饋大小，伏在變化對(duì)震蕩幅度與波形的影響。2、掌握改進(jìn)電容三點(diǎn)式正弦波振蕩器的工作原理級(jí)震蕩性能的測(cè)量方法。3、研究外界條件變化對(duì)振蕩器穩(wěn)定度的影響。4、比較LC振蕩器和晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度，加深對(duì)晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度得理解。5、學(xué)習(xí)使用示波器和頻率正當(dāng)其測(cè)量高頻震蕩頻率的方法二、實(shí)驗(yàn)原理與線路 正弦波振蕩器是指振蕩波形接近理想針刺安博的振蕩器，這是引用非常廣泛的一類電路，產(chǎn)生的正弦信號(hào)的振蕩電路的形式很多，但歸納起來(lái)，不外是RC，LC和晶體振蕩器三種形式，在本實(shí)驗(yàn)中，我們研究的主要是lc三端式振蕩器級(jí)晶體振蕩器。圖1 L

2、C三點(diǎn)式振蕩器的等效電路圖2 考畢茲振蕩器 如圖所示：三點(diǎn)式振蕩器的交流等效電路如圖4-1所示。圖中，X1、X2、X3為諧振回路的三個(gè)電抗。根據(jù)相位平衡條件可知，X1、X2必須為同性電抗，X3與X1、X2相比必須為異性電抗，且三者之間滿足下列關(guān)系： X3=-(X1+X2) (4-1)這就是三點(diǎn)式振蕩器相位平衡條件的判斷準(zhǔn)則。在滿足式(4-1)的前提下，X1、X2若呈容性,X3呈感性，則振蕩器為電容反饋三點(diǎn)式振蕩器；若X1、X2呈感性，X3呈容性，則為電感反饋三點(diǎn)式振蕩器。1、 電容三端式振蕩器 電容三點(diǎn)式振蕩器電路如圖4-2所示，圖中L和C1、C2組成振蕩回路，反饋電壓取自電容C2的兩端，Cb

3、和Cc為高頻旁路電容，Lc為高頻扼流圈，對(duì)直流可視為短路，對(duì)交流可視為開(kāi)路。顯然，該振蕩器的交流通路滿足相位平衡條件。若要它產(chǎn)生正弦波，還必須滿足振幅條件和起振條件，即： (4-2) 式中為電路剛起振時(shí)，振蕩管工作狀態(tài)為小信號(hào)時(shí)的電壓增益；為反饋系數(shù)，只要求出二者的值，便可知道電路有關(guān)參數(shù)與它的關(guān)系。 F越大，越容易起振。第二項(xiàng)表示輸入電導(dǎo)對(duì)振蕩的影響，和F越大，越不容易起振。可見(jiàn)，考慮到晶體管輸入電導(dǎo)對(duì)回路的加載作用時(shí)，反饋系數(shù)F并不是越大越容易起振?？芍?，在晶體管參數(shù)、一定的情況下，可以改變、和負(fù)載電導(dǎo)及F來(lái)保證起振。F一般取0.1250.5。2、振蕩管工作狀態(tài)對(duì)振蕩器性能的影響 對(duì)于一個(gè)

4、振蕩器，在其負(fù)載阻抗及反饋系數(shù)F已經(jīng)確定的情況下，靜態(tài)工作點(diǎn)的位置對(duì)振蕩器的起振以及穩(wěn)定平衡狀態(tài)（振幅大小，波形好壞）有著直接的影響。 工作點(diǎn)偏高，振蕩管工作范圍易進(jìn)入飽和區(qū)，輸出阻抗的降低將會(huì)使振蕩波形嚴(yán)重失真，嚴(yán)重時(shí)甚至使振蕩器停振；工作點(diǎn)偏低，避免了晶體管工作范圍進(jìn)入飽和區(qū)，對(duì)于小功率振蕩器，一般都取在靠近截止區(qū)，但不能取得太低，否則不易起振。 由式(4-3)可知，實(shí)際的振蕩電路在確定之后，其振幅的增加主要是靠提高振蕩管的靜態(tài)電流值，靜態(tài)電流越大，輸出幅度越大。但是如果靜態(tài)電流取得太大，不僅會(huì)出現(xiàn)波形失真現(xiàn)象，而且由于晶體管的輸入電阻變小同樣會(huì)使振蕩幅度變小。實(shí)際中靜態(tài)電流值一般取0.5

5、mA1mA。3、振蕩器的頻率穩(wěn)定度 頻率穩(wěn)定度是振蕩器的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)，它表示在規(guī)定的時(shí)間間隔內(nèi)和規(guī)定的溫度、濕度、電源電壓等變化范圍內(nèi)，振蕩頻率的相對(duì)變化量。振蕩頻率的相對(duì)變化量越小，振蕩器的頻率穩(wěn)定度越高。 改善振蕩頻率穩(wěn)定度，必須減小振蕩頻率隨溫度、負(fù)載、電源等外界因素影響的程度。振蕩器的電路結(jié)構(gòu)和振蕩回路是決定振蕩頻率穩(wěn)定度的主要因素，因此，改善振蕩頻率穩(wěn)定度的主要措施一是改善電路結(jié)構(gòu)，減小電路分布參數(shù)對(duì)頻率穩(wěn)定度的影響；二是提高振蕩回路在外界因素變化時(shí)保持頻率穩(wěn)定的能力，即提高振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性。 提高振蕩回路標(biāo)準(zhǔn)性的方法除了采用穩(wěn)定性好和高Q值的回路電容和電感外，還可以采用與正溫度

6、系數(shù)電感作相反變化的具有負(fù)溫度系數(shù)的電容，以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償作用；或采用部分接入法以減小不穩(wěn)定的晶體管極間電容和分布電容對(duì)振蕩頻率穩(wěn)定度的影響 石英晶體具有十分穩(wěn)定的物理化學(xué)特性，在諧振頻率附近，晶體的等效參數(shù)很大，很小，也不大，因此晶體Q值可達(dá)百萬(wàn)數(shù)量級(jí)，所以晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度比LC振蕩器高很多。3、 實(shí)驗(yàn)電路參考圖 由上圖可以明顯觀測(cè)到電路產(chǎn)生正弦波，幅度約為0.791V，通過(guò)頻率計(jì)來(lái)觀測(cè)正弦波頻率如下：10.756MHZ。與我們所預(yù)計(jì)的相差不大。四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、按下開(kāi)關(guān)K51，接通電源調(diào)整靜態(tài)工作點(diǎn)。調(diào)W51 使VEQ=2V。即測(cè)P2與G間的電壓。2、（1）連接好J54、J52，調(diào)節(jié)可

7、調(diào)電容CC51，通過(guò)示波器和頻率計(jì)在TT51處觀察振蕩波形，并使振蕩頻率為10.7MHz（在本實(shí)驗(yàn)中可產(chǎn)生的頻率范圍在10MHz12MHz）。（2）斷開(kāi)J52，接通J53，微調(diào)CC52，使振蕩頻率為10.245MHZ。 3、觀察振蕩狀態(tài)與晶體管工作狀態(tài)的關(guān)系。斷開(kāi)J53，連好J52，用示波器在TT51 觀察振蕩波形，調(diào)節(jié)W51，觀察TT51處波形的變化情況，觀察何時(shí)波形開(kāi)始失真，何時(shí)停振，并測(cè)量波形變化過(guò)程中晶體管的發(fā)射極電壓，并計(jì)算當(dāng)時(shí)的IE。 4、觀察反饋系數(shù)對(duì)振蕩器性能的影響（LC振蕩）。重復(fù)步驟1，用示波器在TT51 處觀察波形。分別連接J54、J55、J56 或組合連接使C56/C5

8、7|C58|C59 等于1/3、1/5、1/6、1/8 時(shí)，觀測(cè)幅度的變化，同時(shí)分析反饋大小對(duì)振蕩幅度的影響。 5、比較LC 振蕩器和晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度。分別接通J53、J52，在TT51 處用頻率計(jì)觀察頻率變化情況。五、實(shí)驗(yàn)儀器 1、雙蹤示波器 一臺(tái) 2、數(shù)字萬(wàn)用表 一塊 3、高頻電路實(shí)驗(yàn)箱一套6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容 1、比較LC振蕩器與晶體振蕩器的優(yōu)缺點(diǎn)。 答：LC震蕩可用的頻率范圍寬，電路簡(jiǎn)單靈活，成本低，容易做到正弦波輸出和可調(diào)頻率輸出。但它的頻率穩(wěn)定度低，溫漂時(shí)漂都比較大。晶體穩(wěn)頻振蕩器的頻率單一不可調(diào)，輸出頻率精度高，溫漂時(shí)漂都很小， 2、分析為什么靜態(tài)電流Ieo增大，輸出振幅增加，而Ieo過(guò)大反而會(huì)使振蕩器輸出幅度下降？答：這是三極管的自身特性決定的。當(dāng)靜態(tài)電流Ieo增大時(shí)，說(shuō)明Ic，使得負(fù)載電壓也增大。而三極管Ic過(guò)大時(shí)，HFE值會(huì)減小，使振蕩器的放大器環(huán)節(jié)倍數(shù)降低，所以會(huì)降低輸出幅度，而且會(huì)造成輸