久久久久久99精品国产免费观看_日韩丰满一区二区_日韩国产欧美在线播放_黄色免费爽爽视频_国产亚洲棈品自在线_成人精品久久国产AV_白白色成人免费视频_喜欢看免费黄色视频_18款禁用软件2023年已更新_欧美一级伦奷片在线播放

您好,歡迎光臨江蘇海川教學(xué)儀器有限公司網(wǎng)站!主營:液壓試驗臺,鉗工工作臺,模具模型!
推薦閱讀

LC、晶體正弦波振蕩電路實驗

信息來源:江蘇海川 | 發(fā)布時間:2023-07-03 20:27:41

LC、晶體正弦波振蕩電路實驗


一、實驗?zāi)康?/strong>
10.進(jìn)一步學(xué)習(xí)掌握正弦波振蕩電路的相關(guān)理論。
11.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;熟悉靜態(tài)工作點(diǎn)、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值對振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。
12.比較LC振蕩器和晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度,加深對晶體振蕩器頻率穩(wěn)定高的原因理解。

二、實驗使用儀器
1.LC、晶體正弦波振蕩電路實驗板
2.20MH雙蹤示波器
3.萬用表
三、實驗基本原理與電路
1.LC振蕩電路的基本原理
LC振蕩器實質(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振蕩回路引出三個端子,分別接振蕩管的三個電,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,電路形式簡單,適于在較高的頻段工作,尤其是以晶體管間分布電容構(gòu)成反饋支路時其振蕩頻率可高達(dá)幾百MHZ~GHZ。
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有關(guān)。當(dāng)工作環(huán)境改變或更換管子時,振蕩頻率及其穩(wěn)定性就要受到影響。為減小、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&mdash&mdash串聯(lián)改進(jìn)型克拉潑電路、并聯(lián)改進(jìn)型西勒電路,分別如圖4-1和4-2所示。
串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路&mdash&mdash克拉潑電路

振蕩頻率為:

其中由下式?jīng)Q定

選,時,,振蕩頻率可近似寫成

這就使幾乎與和值無關(guān),提高了頻率穩(wěn)定度。
振蕩幅度取決于折合到晶體管端的電阻,可以推出:

由上式看出,、過大時,變得很小,放大器電壓增益降低,振幅下降。還可看出,同振蕩器的三次方成反比,當(dāng)減小以提高頻率時,的值急劇下降,振蕩幅度顯著下降,甚至?xí)U瘛A硗猓米黝l率可調(diào)的振蕩器時,振蕩幅度隨頻率增加而下降,在波段范圍內(nèi)幅度不平穩(wěn),因此,頻率覆蓋系數(shù)(在頻率可調(diào)的振蕩器中,高端頻率和低端頻率之比稱為頻率覆蓋系數(shù))不大,約為。
并聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路&mdash&mdash西勒電路回路諧振頻率為

其中,回路總電容為

選,時,,這就使值幾乎與和無關(guān),提高了頻率穩(wěn)定度。
折合到晶體管輸出端的諧振電阻是

其中接入系數(shù)和無關(guān),當(dāng)改變時,、、都是常數(shù),則僅隨一次方增長,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)1.6~1.8。另外,西勒電路頻率穩(wěn)定性好,振蕩頻率可以較高。

2.晶體振蕩電路的基本原理
石英晶體振蕩器就是以石英晶體諧振器取代振蕩器中構(gòu)成諧振回路的電感,電容元件所組成的正弦波振蕩器,它的頻率穩(wěn)定度可達(dá)到數(shù)量級,所以得到為廣泛的應(yīng)用。它之所以具有高的頻率穩(wěn)定度,其關(guān)鍵是采用了石英晶體這種具有高Q值的諧振元件。
由石英諧振器(石英晶體振子)構(gòu)成的振蕩電路通常叫晶振電路。從晶體在電路中的作用來看分兩類:一類是工作在晶體并聯(lián)諧振頻率附近,晶體等效為電感的情況,叫做并聯(lián)晶振電路。另一類是工作在晶體串聯(lián)諧振頻率附近,晶體近于短路的情況,叫做串聯(lián)晶振電路。
本實驗采用并聯(lián)晶振電路這種電路由晶體與外接電容器或線圈構(gòu)成并聯(lián)諧振回路,按三點(diǎn)線路的連接原則組成振蕩器,晶體等效為電感。在理論上可以構(gòu)成三種類型基本電路,但在實際應(yīng)用中常用的是如圖4-3所示的電路,稱皮爾斯電路。這種電路不需外接線圈,而且頻率穩(wěn)定度較高。

圖4-3并聯(lián)晶體振蕩器原理電路圖4--4并聯(lián)晶體振蕩器實例
圖4-4給出了這種電路的實例。這里,晶體等效為電感,晶體與外接電容(包括4.5/20pF與20pF兩個小電容)和、組成并聯(lián)回路,其振蕩頻率應(yīng)落在與之間。
圖4-5是圖4-4中諧振回路的等效電路。
該諧振回路的電感就是,而諧振回路的總電容
應(yīng)由、及外接電容、、組合而成。
由下式?jīng)Q定,即


圖4-5圖4-4中諧振回路的等效電路

選擇電容時,,,因此上式可近似為


所以


總是處在與兩頻率之間,調(diào)節(jié)可使產(chǎn)生很微小的變動。無論怎樣調(diào)節(jié),總是處于晶體與的兩頻率之間。但是,只有在附近,晶體才具有并聯(lián)諧振回路的特點(diǎn)
3.實驗電路
LC、晶體正弦波振蕩電路實驗電路如圖4-6。斷開J1、連接J2、J3構(gòu)成LC西勒電路振蕩電路;斷開J2、連接J1、J3構(gòu)成并聯(lián)型晶體正弦波振蕩電路。

圖4-6LC、晶體正弦波振蕩電路實驗電路

四、實驗內(nèi)容
1.LC振蕩器性能測試。
2.并聯(lián)晶體振蕩器性能測試
3.LC振蕩器和晶體振蕩器性能比較。
五、實驗步驟
1LC振蕩器性能測試
在實驗箱主板上插上LC、晶體正弦波振蕩電路實驗模塊。接通實驗箱上電源開關(guān)電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。斷開J1、連接J2、J3構(gòu)成LC西勒振蕩電路。
(1)測試靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器工作狀態(tài)的影響
調(diào)整RW1,由TP1測試T1發(fā)射電流,觀測發(fā)射電流改變對振蕩頻率和幅度的影響。(R4=1K)。IEQmA=V(TP1)/R4
表4-1靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器工作的影響
IEQmAfMHzVp-pV
(2)振蕩器頻率范圍的測量
用小起子調(diào)整微調(diào)電容CV1值(2/25p),同時用頻率計在OUT端測量輸出振蕩信號的頻率值,觀測振蕩頻率的改變。(注意微調(diào)電容表面扇形鍍銀部分,從相對另一引出腳z近到z遠(yuǎn),每轉(zhuǎn)動180度即完成容量z大到z小的全過程,多旋動是沒有意義的,只會加速元件的磨損)
表4-2振蕩器頻率范圍的測量
fMHzVp-pVCminCmax
(3)反饋系數(shù)對振蕩器工作狀態(tài)的影響
J3、J4、J5不同組合可構(gòu)成多種反饋系數(shù),觀測反饋系數(shù)對振蕩器工作狀態(tài)的影響。
表4-3反饋系數(shù)對振蕩器工作狀態(tài)的影響
FfMHzVp-pV注C1100p C4100p C5:200p C6200p

(4)頻率穩(wěn)定度的測量
(a) 短期頻率穩(wěn)定度的測量
用頻率計在OUT端測量振蕩頻率,觀察1分鐘左右振蕩頻率f0的變化情況,并記錄兩個頻率值f01(開始值),f02(z大變化值)。計算LC振蕩器的短期頻率穩(wěn)定度&Deltaf0/f0

表4-4短期頻率穩(wěn)定度的測量
f01(開始值MHz)f02(z大變化值MHz)短期頻率穩(wěn)定度&Deltaf0/f0
(b)觀察溫度變化對振蕩頻率的影響。(若無電吹風(fēng),可不作該實驗)
用電吹風(fēng)在距電路15cm處對著電路吹熱風(fēng),用頻率計在OUT端測量振蕩頻率,觀察1分鐘左右振蕩頻率f0的變化情況,

表4-4短期頻率穩(wěn)定度的測量
室溫f01MHz加溫后f02MHz頻率穩(wěn)定穩(wěn)定度&Deltaf0/f0
2晶體正弦波振蕩器性能測試
在實驗箱主板上插上LC、晶體正弦波振蕩電路實驗?zāi)K。接通實驗箱上電源開關(guān)電源指標(biāo)燈點(diǎn)亮。斷開J2、連接J1、J3構(gòu)成LC晶體并聯(lián)振蕩電路。
(1)測試靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器工作狀態(tài)的影響
調(diào)整RW1,由TP1測試T1發(fā)射電流,觀測發(fā)射電流改變對振蕩頻率和幅度的影響。(R4=1K)。
表4-1靜態(tài)工作點(diǎn)變化對振蕩器工作的影響
IEQmAfMHzVp-pV
(2)振蕩器頻率范圍的測量
用小起子調(diào)整微調(diào)電容CV1值(2/25p),同時用頻率計在OUT端測量輸出振蕩信號的頻率值,觀測振蕩頻率的改變。

表4-2振蕩器頻率范圍的測量
fMHzVp-pVCminCmax
(3)反饋系數(shù)對振蕩器工作狀態(tài)的影響
J3、J4、J5不同組合可構(gòu)成多種反饋系數(shù),觀測反饋系數(shù)對振蕩器工作狀態(tài)的影響。
表4-3反饋系數(shù)對振蕩器工作狀態(tài)的影響
FfMHzVp-pV注C1100p C4100p C5200p C6200p

(4)頻率穩(wěn)定度的測量
(a) 短期頻率穩(wěn)定度的測量
用頻率計在OUT端測量振蕩頻率,觀察1分鐘左右振蕩頻率f0的變化情況,并記錄兩個頻率值f01(開始值),f02(z大變化值)。計算LC振蕩器的短期頻率穩(wěn)定度&Deltaf0/f0
表4-4短期頻率穩(wěn)定度的測量
f01(開始值MHz)f02(z大變化值MHz)短期頻率穩(wěn)定度&Deltaf0/f0
(b)觀察溫度變化對振蕩頻率的影響。(若無電吹風(fēng),可不作該實驗)
用電吹風(fēng)在距電路15cm處對著電路吹熱風(fēng),用頻率計在OUT端測量振蕩頻率,觀察1分鐘左右振蕩頻率f0的變化情況,
表4-4短期頻率穩(wěn)定度的測量
室溫f01MHz加溫后f02MHz頻率穩(wěn)定穩(wěn)定度&Deltaf0/f0
六、實驗報告要求
1.整理按實驗步驟所得的數(shù)據(jù),繪制記錄的波形
2.畫出工作點(diǎn)和反饋系數(shù)對LC振蕩器和晶體振蕩器振蕩頻率和幅值的影響曲線,比較兩者的區(qū)別。
3.總結(jié)由本實驗所獲得的體會。