振蕩電路設(shè)計(jì)與焊接實(shí)驗(yàn)

1、振蕩電路設(shè)計(jì)與焊接實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模哼M(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握正弦波振蕩電路的相關(guān)理論。掌握電容三點(diǎn)式LC振蕩電路的基本原理，熟悉其電路中各元件的功能；熟悉 靜態(tài)工作點(diǎn)、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值對(duì)振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。進(jìn)一步熟悉焊接元件的操作和調(diào)試。實(shí)驗(yàn)指標(biāo)：1、振蕩頻率至少達(dá)到20M。2、頻率可調(diào)范圍大于2M。3、輸出諧波失真小于5%?；驹恚篖C振蕩器實(shí)質(zhì)上是滿足振蕩條件的正反饋放大器。LC振蕩器是指振蕩回路 是由LC元件組成的。從交流等效電路可知：由LC振蕩回路引出三個(gè)端子，分別 接晶體管的三個(gè)電極，而構(gòu)成反饋式自激振蕩器，因而又稱為三點(diǎn)式振蕩器。如 果反饋電壓取自分壓電感，則稱為電感反饋匚

2、。振蕩器或電感三點(diǎn)式振蕩器；如 果反饋電壓取自分壓電容，則稱為電容反饋匚。振蕩器或電容三點(diǎn)式振蕩器。在幾種基本高頻振蕩回路中，電容反饋匚。振蕩器具有較好的振蕩波形和穩(wěn) 定度，電路形式簡(jiǎn)單，適于在較高的頻段工作，尤其是以晶體管極間分布電容構(gòu) 成反饋支路時(shí)其振蕩頻率可高達(dá)幾百M(fèi)Hz1GHz。普通電容三點(diǎn)式振蕩器的振蕩頻率不僅與諧振回路的LC元件的值有關(guān)，而 且還與晶體管的輸入電容以及輸出電容co有關(guān)。當(dāng)工作環(huán)境改變或更換管子 時(shí)，振蕩頻率及其穩(wěn)定性就要受到影響。為減小C.、C的影響，提高振蕩器的 頻率穩(wěn)定度，提出了改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路串聯(lián)改進(jìn)型克拉潑電路、并 聯(lián)改進(jìn)型西勒電路。圈土1克拉潑振蕩

3、電路圖西勤振蕩電路本實(shí)驗(yàn)以西勒振蕩電路為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)振蕩器。并聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路一一西勒電路回路諧振頻率0為 其中，回路總電容y為選 C1 C，C2 C 時(shí) 頻率穩(wěn)定度。C 廣 C + -!L1r 11 C1 + C C 2 + C C 3C = C + C3，這就使0值幾乎與C。和C無(wú)關(guān)，提高了折合到晶體管輸出端的諧振電阻R，是其中接入系數(shù)n和C無(wú)關(guān)，當(dāng)改變C時(shí)，n、L、Q都是常數(shù)，則R，僅隨 一次方增長(zhǎng)，易于起振，振蕩幅度增加，使在波段范圍內(nèi)幅度比較平穩(wěn)，頻率覆 蓋系數(shù)較大，可達(dá)1.61.8。另外，西勒電路頻率穩(wěn)定性好，振蕩頻率可以較高。本實(shí)驗(yàn)所設(shè)計(jì)電路圖如下:12V、2.2uH25p

4、F Key=Z-LC11 T 10nF0 _L該電路由兩部分組成：西勒振蕩電路和射極跟隨器。晶體管的基極接了一個(gè) 10nF電容到地，因此晶體管構(gòu)成共基極組態(tài)的放大電路。其中電阻R10，R5, R4是基極的直流偏置電阻，電阻R5決定晶體管的集電極電壓，電阻R1決定晶 體管的射極靜態(tài)的直流電流Ie通常Ie越大，晶體管放大電路的放大倍數(shù)也越 大，因此振蕩幅度相應(yīng)的增大，起振時(shí)間縮短，但同時(shí)諧波失真也會(huì)相應(yīng)的增大。 Ie過(guò)小，放大倍數(shù)不夠，不滿足A F 1的起振條件，電路無(wú)法起振。Ie過(guò)大， 放大倍數(shù)過(guò)大，電路工作在飽和區(qū)，也無(wú)法正常振蕩，因此通常選取Ie在1-4mA 之間。反饋系數(shù)等于F=C1/C2

5、。振蕩電路在起始振蕩階段，由于此時(shí)振蕩幅度較小，晶體管工作在甲類工作 狀態(tài)，隨著振蕩幅度的增加，晶體管逐漸過(guò)渡到乙類或者丙類工作狀態(tài)，進(jìn)入大 信號(hào)非線性工作狀態(tài)，晶體管不是全周期導(dǎo)通，電路的放大倍數(shù)會(huì)逐漸下降， 從而滿足A F=1，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅振蕩。改變可變電容CV2,可改變振蕩頻率。振蕩信號(hào)從第一級(jí)晶體管的射極引出， 接到射極跟隨器上，再接上負(fù)載。實(shí)驗(yàn)仿真：有射極跟隨器時(shí):-LC22.2uH20虬 Key=Y-LC11TlOnF40_LVCC12V6叫 R5 13XSC n Tektrp1EH EH EH 護(hù)口 , Q 悄T 1lilt 1 _u所接負(fù)載為50。頻率震蕩范圍為15.1MHz23.

6、0MHz，峰峰值250mV，振蕩頻率為20MHz時(shí)波形如下:保持可變電容不變同時(shí)改變負(fù)載，得出以下結(jié)果:負(fù)載 R6=100。時(shí)，f=20MHz,Vopp=283mV負(fù)載 R6=80。時(shí)，f=20MHz,Vopp=277mV負(fù)載 R6=60。時(shí)，f=20MHz,Vopp=264mV負(fù)載 R6=40。時(shí)，f=20MHz,Vopp=247mV負(fù)載 R6=20。時(shí)，f=20MHz,Vopp=189mV負(fù)載R6=14。時(shí)，f=20MHz,開(kāi)始出現(xiàn)負(fù)峰切割失真。負(fù)載R6 1,則無(wú)法起振。而達(dá)到起振條件后，隨著負(fù)載增大，A也隨之增 大，故輸出峰峰值增大。無(wú)射極跟隨器時(shí)：接50。負(fù)載已無(wú)法起振，加大負(fù)載到20

7、0。，數(shù)據(jù)如下：振蕩頻率范圍為15.2MHz22.9MHz，峰峰值為100mV112Mv。振蕩頻率為20MHz時(shí)波形如下：當(dāng)負(fù)載R6V120。時(shí)，振蕩器無(wú)法起振。從有無(wú)射極跟隨器的對(duì)比可以看出，有射極跟隨器后振蕩器能帶動(dòng)小至20 。的電阻，而沒(méi)有射極跟隨器時(shí)只能帶動(dòng)大于120。的電阻才能起振，可以見(jiàn)得 射極跟隨器很顯著地加強(qiáng)了振蕩電路的帶負(fù)載能力。實(shí)際所焊電路：(1)有射極跟隨器時(shí)，接負(fù)載50。:頻率范圍14.8122.52MHz峰峰值：180292mV諧波失真：f=20MHz，0.9%；f=22MHz，4%；改變負(fù)載：f=20MHz，R6=30。,Vopp=212 mVf=20MHz，R6=20。,Vopp=162 mVf=20MHz，R6=10。,Vopp=138 mV(2)無(wú)射極跟隨器時(shí)，接負(fù)載50Q :頻率范圍14.6822.57MHz峰峰值：160276mV諧波失真：f=20MHz，1.2%；f=22MHz，0.95%；改變負(fù)載：f=20MHz，R6=30Q ,Vopp=186 mVf=20MHz，R6=20Q ,Vopp=138mV，波形不穩(wěn) f=20MHz，R6=10Q，無(wú)法起振。與仿真結(jié)論基