高頻實(shí)驗(yàn)2：LC與晶體振蕩器

實(shí)驗(yàn)二LC與晶體振蕩器一．實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．熟悉電子元器件和高頻電子線路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。2?掌握電容三點(diǎn)式LC振蕩電路的基本原理，熟悉其各元件功能。3?熟悉靜態(tài)工作點(diǎn)IEQ對(duì)振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。4.熟悉LC諧振回路的電容變化對(duì)振蕩器振蕩頻率的影響。二?實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1?做本實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)具備的知識(shí)點(diǎn)：?三點(diǎn)式LC振蕩器?克拉潑電路靜態(tài)工作點(diǎn)值對(duì)振蕩器工作的影響做本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用到的儀器：LC與晶體振蕩模塊實(shí)驗(yàn)板雙蹤示波器頻率計(jì)萬(wàn)用表三?實(shí)驗(yàn)電路原理1?概述LC振蕩器實(shí)質(zhì)上是滿(mǎn)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，分別接振蕩管的三個(gè)電極，而構(gòu)成反饋式自激振蕩器，因而又稱(chēng)為三點(diǎn)式振蕩器。如果反饋電壓取自分壓電感，則稱(chēng)為電感反饋LC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(chēng)為電容反饋LC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LC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)HZ?GHZ。LC振蕩器的起振條件一個(gè)振蕩器能否起振，主要取決于振蕩電路自激振蕩的兩個(gè)基本條件，即：振幅起振、平衡條件和相位平衡條件。C振蕩器的頻率穩(wěn)定度頻率穩(wěn)定度表示：在一定時(shí)間、或一定溫度、電壓等變化范圍內(nèi)振蕩頻率的相對(duì)變化程度，常用表達(dá)式△f°/f°來(lái)表示（f°為所選擇的測(cè)試頻率；△f°為振蕩頻率的頻率誤差，△fo=fo2-foi；f°2和為不同時(shí)刻的f；）,頻率相對(duì)變化量越小，表明振蕩頻率的穩(wěn)定度越高。由于振蕩回路的元件是決定頻率的主要因素，所以要提咼頻率穩(wěn)定度，就要設(shè)法提咼振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性，除了米用咼穩(wěn)定和高）值的回路電容和電感外，其振蕩管可以采用部分接入，以減小晶體管極間電容和分布電容對(duì)振蕩回路的影響，還可采用負(fù)溫度系數(shù)元件實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償。LC振蕩器的調(diào)整和參數(shù)選擇以實(shí)驗(yàn)米用的改進(jìn)型電容三點(diǎn)振蕩電路（西勃電路）為例（1） 靜態(tài)工作點(diǎn)的調(diào)整合理選擇振蕩管的靜態(tài)工作點(diǎn)，對(duì)振蕩器工作的穩(wěn)定性及波形的好壞，有一定的影響，偏置電路一般米用分壓式電路，如實(shí)驗(yàn)電路圖12—1所示。當(dāng)振蕩器穩(wěn)定工作時(shí)，振蕩管工作在非線性狀態(tài)，通常是依靠晶體管本身的非線性實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅。若選擇晶體管進(jìn)入飽和區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)幅，則將使振蕩回路的等效Q值降低，輸出波形變差，頻率穩(wěn)定度降低。因此，一般在小功率振蕩器中總是使靜態(tài)工作點(diǎn)遠(yuǎn)離飽和區(qū)，靠近截止區(qū)。（2） 反饋系數(shù)F和集電極接入系數(shù)P］的選擇為了獲得較高的頻率穩(wěn)定度，振蕩管的C、E端與回路之間常采用部分接入，而且振蕩器的工作狀態(tài)選在甲乙類(lèi)的欠壓狀態(tài)。通常選取接入系數(shù)：P-沁0.1?0.21C11111++-CCC123P］不能太小，否則振蕩強(qiáng)度會(huì)減弱，甚至不起振。反饋系數(shù)F也不宜過(guò)大或過(guò)小，一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)取F=。］/。2心0.1~0.5,然后在調(diào)試中由實(shí)驗(yàn)決定。四．實(shí)驗(yàn)內(nèi)容用萬(wàn)用表進(jìn)行靜態(tài)工作點(diǎn)測(cè)量，用示波器觀察振蕩器的停振、起振現(xiàn)象。用示波器觀察振蕩器輸出波形，測(cè)量振蕩電壓峰-峰值V，并以頻率計(jì)或示波器記錄頻率值。p-p觀察并測(cè)量靜態(tài)工作點(diǎn)IEQ對(duì)振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。EQ五.實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器的調(diào)整LC和晶體振蕩器模塊電路的調(diào)整選擇接通跳線開(kāi)關(guān)13K02接入13L01和13C1，即LC選頻電路。用小起子緩慢調(diào)節(jié)調(diào)整半可變電容13C1，將其振蕩頻率調(diào)至約6.5MHz。頻率計(jì)的設(shè)置選擇1Hz?100MHz的“A”輸入端；功能檔選擇“Fa”（讀頻率）；衰減檔選擇“X1”檔；建議閘門(mén)時(shí)間選擇“0.1s”檔；低通選擇開(kāi)關(guān)選擇“關(guān)”檔。示波器的設(shè)置探頭衰減開(kāi)關(guān)：X10檔。建議V/DIV調(diào)至100mV檔。建議Time/DIV調(diào)至50ns或100ns檔。數(shù)字萬(wàn)用表的設(shè)置（略）六.實(shí)驗(yàn)步驟1靜態(tài)工作點(diǎn)IEQ的測(cè)量EQ將三用表接入測(cè)試點(diǎn)13TP03，以測(cè)量晶體振蕩管13BG01的發(fā)射極電壓VEQ，具體方法如下：EQ用小起子調(diào)節(jié)電位器13W01改變?nèi)龢O管13BG01的基極電壓VB，其發(fā)射極電壓VEQ亦隨之變化。用萬(wàn)B EQ用表讀取VEQ的值，并按以下公式計(jì)算其相應(yīng)的IEQ值(13R07=lkQ)：EQ EQVE-VE-13R07mA=VE(mA)2.靜態(tài)工作點(diǎn)IEQ變化對(duì)振蕩器工作頻率及其振幅值的影響EQ⑴實(shí)驗(yàn)初始條件：IEQ=2.5mA(調(diào)13W01達(dá)到)，EQ⑵調(diào)節(jié)電位器13W01以改變晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)IEQ，使其分別為表1所示各值，把頻率計(jì)探頭接到OUTEQ端，讀取并記錄相應(yīng)的振蕩頻率值；把示波器探頭接到13TP02端，測(cè)量相應(yīng)的輸出振蕩電壓峰-峰值V,p-p并填入表1。表1：LC振蕩器測(cè)量記錄(示波器坐標(biāo)參數(shù)：Time/DIV： V/DIV： )ZEQ(mA)0.81.01.21.41?61?82.02.22.42.62.83.0f(MHz)格數(shù)頻率值格數(shù)電壓值其他測(cè)量記錄低端停振點(diǎn)電流值：高端停振點(diǎn)電流值：f:^-max fmin' ⑶觀察振蕩器停振和起振在IEQ的低端停振點(diǎn)電流值和高端停振點(diǎn)電流值附近，用用小起子緩慢調(diào)節(jié)電位器13W01，并在示波器EQ中觀察其停振和起振現(xiàn)象。將低端停振點(diǎn)電流值和高端停振點(diǎn)電流值用萬(wàn)用表讀出并填入表1。4．振蕩器頻率范圍的測(cè)量測(cè)量方法：用小起子緩慢調(diào)節(jié)調(diào)整半可變電容13C1，同時(shí)用頻率計(jì)在OUT端觀察并測(cè)量輸出振蕩信號(hào)在1.5mA時(shí)的最大和最小頻率值T和f.，將其填入表1。maxmin5．晶體振蕩器的測(cè)量測(cè)試方法：選擇接通跳線開(kāi)關(guān)13K02接入13JZ501,斷開(kāi)13C1和13L01,構(gòu)成晶體振蕩電路。重復(fù)上述1、2、3、4步驟，將測(cè)量結(jié)果填入表2。表2：晶體振蕩器測(cè)量記錄(示波器坐標(biāo)參數(shù)：Time/DIV： V/DIV： )ZEQ(mA)1.21.41?61?82.02.22.42.62.83.0f(MHz)格數(shù)頻率值VP-P(V)格數(shù)電壓值其他測(cè)量記錄低端停振點(diǎn)電流值(mA)高端停振點(diǎn)電流值(mA)需注意：做本實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能發(fā)生振蕩器輸出波形失真或停振現(xiàn)象，此時(shí)可先把該現(xiàn)象記下來(lái)。必要時(shí)可改變其他參數(shù)