LC实验报告

一、实验目的

1、了解三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及工作原理。

2、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。 3、测量振荡器的反馈系数等参数。

4、比较LC与晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验原理

三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。

bXbe+VfceXce_Xcb+Vo_

1、起振条件

1）相位平衡条件：Xce和Xbe必需为同性质的电抗，Xcb必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系：

bece

LCo

2）幅度起振条件：

' Lmieoe

Xc(XX) 即1LC|X||X| ， 1qFu *q(qAuq)

式中：qm——晶体管的跨导， FU——反馈系数， AU——放大器的增益，

qie——晶体管的输入电导， qoe——晶体管的输出电导， q'L——晶体管的等效负载电导， FU一般在0.1~0.5之间取值。 2、电容三点式振荡器

1）电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器

图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容Ci和输出电容Co对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。

EcbcC1eL1C2bceC1L1C2

2）串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器

电路如图1-3所示，其特点是在L支路中串入一个可调的小电容C3，并加大C1和C2的容量，振荡频率主要由 C3和L决定。C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了Ci和Co对频率稳定度的影响，且使频率可调。

EcbceC1L1bceC1L1C2C2C3C3 3）并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器 电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，调节C4可改变振荡频率。西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。本实验箱所提供的LC振荡器就是西勒振荡器。

EccbeL1C2C1C3bcC1C3eC4C2L1C4

3、晶体振荡器

本实验箱提供的晶体振荡器电路为并联晶振b-c型电路，又称皮尔斯电路，其交流等效电路如图1-5所示。

J1bC1ceC2

三、实验设备

高频电子线路综合实验箱； 双踪示波器； 频率计； 万用表。

四、实验内容与步骤

+12C1104TH1J1T1R133.3KC6560pC2104C4104R22KR110KR310KTP1C310pC5104RA1100KC810pC7104Q13DG6TP2W120KR5510W25kR410KTP3C927pQ23DG612S14343C1047pTP5C13100pTP4Q3S23DG6D1BB149R610KR710KR83.3KC14104D2BB149TP612TP7C20470pL222uHCRY14.19MR101KR118.2KR14510C11104C15102R910KCC15-25pC21104+12J2C22104E110UF/16VTH2L122uHPOWER1LED1LEDC23102+12V+12R122K 将开关S2的1拨上2拨下， S1全部断开，由晶体管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器，电容CCI可用来改变振荡频率。 0f12L2(C10CCI)

振荡器的频率约为4.5MHz （计算振荡频率可调范围）

56振荡电路反馈系数: C13F0.12 C20470振荡器输出通过耦合电容C3（10P）加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C3容量很小，再加上射随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射随器输出信号Q1调谐放大，再经变压器耦合从J1输出。 实验步骤

1、在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。 2、研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。

1）将开关S2的1拨上，S1全拨下，构成LC振荡器。

改变上偏置电位器RA1，记下发射极电流 并用示波器测量对应点的振荡幅度VP-P（峰—峰值）记下对应峰峰值以及停振(S2的1、2全拨下）时的静态工作点电流值。

Ie=1.3mA V(p-p)=0.2V Ieq=1.2mA

2）分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系，按以上调整静态工作点的方法改变Ieq，并测量相应的V(p-p)，且把数据记入下表。 Ieq(mA) 1.0 1.25 1.5 2.0 V(p-p) 0.15 0.195 0.23 0.29 3、比较两类振荡器的频率稳定度 （1）LC振荡器

分别测量f1在TP4处和f0在J1处的频率，观察有何变化？

f1=4.055MHz，f0=4.083MHz，基本保持稳定。

（2）晶体振荡器

将开关S2的2拨上、1拨下，S1全部断开，由Q3、C13、C20、晶体CRY1与C10构成晶体振荡器（皮尔斯振荡电路），在振荡频率上晶体等效为电感。 观测J1 处的振荡波形，记录幅度和频率f0之值。

波形： 正弦 幅度Vp-p= 0.175V 频率f0= 4.194192MHz 。 然后将测试点移至TP4 处，测得频率f1 = 4.194184MHz 。 根据以上的测量结果，试比较两种振荡器频率的稳定度△f/ f0 ： LC振荡器 △f/ f0=(f0-f1)/f0*100%= 0.69 % 晶体振荡器 △f/ f0=(f0-f1)/f0*100%= 0.00019 %

五、实验注意事项

1、在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物，以免损 坏机箱的零部件。

2、实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切换相应的电源开关。

六、思考题

1、静态和动态直流工作点有何区别？如何测定？ 静态即无输入信号时（输入信号一般为交流信号），动态即加入输入信号时，按照教科书的方法在三极管输出特性曲线上做直流负载线，交流负载线，与确定的ib电流的交点即为静态、动态q点（工作点），一般利用测定的数据描点连成线段来获得这些数据。

2、本电路采用何种形式的反馈电路？反馈量的大小对电路有何影响？ 并联电压正反馈，反馈量越大越稳定。

七、实验体会

LC振荡器有较高的Q值、稳定性，电路形式多样，适应不同需要，一般稳定度要求不高的场合，低频段。晶体振荡器有极高的Q值，良好的稳定性和很高的标准性，接入系数很小，但要求稳定度高的湿度，需外接一定的负载电容，适用于高稳定度的场合，高频段。

通过这次LC与晶体振荡器实验，提高了我的动手能力，使理论知识与动手实践相结合，巩固了理论知识的学习。而对复杂高级仪器的应用，则培养了我冷静思考，认真分析的能力。我深深体会到无论是做什么事都应该集中精力，实验更应严肃，严谨，专心才不至于粗心大意造成意外。这一次的实验让我对晶体振荡电路有了更感性的认知，更清楚地了解了该电路的工作原理。总的来说，我从这次实验中受益匪浅。