电容反馈LC振荡器实验报告

学号 200805120109  姓名   刘皓       实验台号   

实验结果及数据

（一）静态工作点（晶体管偏置）不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响

1、K₁、K₂ 均置于1—2，K₃、K₄断开，用示波器和频率计在B点监测。调整DW₁，使振荡器振荡；微调C₆，使振荡频率在4MHz左右。

2、调整DW₁，使BG₁工作电流逐点变化，可用万用表在A点通过测量发射极电阻R₄两端的电压得到（R₄=1kΩ）。振荡器工作情况变化及测量结果如表1所示：

表1 静态工作点变化对振荡器的影响

最佳静态工作点=   2.0V           2.0mA

（二）反馈系数不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响

保持静态工作点电流为最佳值，即调整DW₁使振荡输出幅度尽量大且不失真。改变K₁、K₂的位置，即选用不同反馈系数，振荡器工作变化情况及测量结果如表2所示：。

表2  反馈系数变化对振荡器的影响         测量条件：=   

该工作点下的最佳反馈系数是：

=   2.0       C₂=     300  pF           C₃=   300   pF

（三）振荡器频率范围测量

在最佳反馈条件下，调整C₅从最大到最小，观察并记录振荡器的振荡频率的变化。

=   3.80 MHz             =   4.22MHz

（四）负载变化对振荡器的影响

1、K₃断开的情况下，将振荡器的振荡频率调整到4MHz左右，此时频率= 3.95  MHz，幅度=   0.75 V。

2、将K₃分别接1—2、1—3、1—4的位置，即接入不同的负载电阻R₅，测得的相应的频率和幅度及计算结果如表3所示。

表3  负载变化对振荡器的影响           测量条件：=  3.95 MHz，幅度= 0.75   V

由表3知：

负载变化对振荡器工作频率的影响是：

负载变化保证振荡的前提下对工作频率的影响较小。

负载变化对振荡器输出幅度的影响是：

输出幅度随着负载阻抗的减小而减小。

思考题

1，  在克拉伯振荡电路中，若RW增大到某一值时，电路停止振荡，试说明原因。

答：RW控制直流偏置，RW增大到某一值，三极管进入饱和或者截至区，不能正常工作，所以振荡停止。

2，  在克拉伯振荡电路中，若C3减小到某一值时，电路停止振荡，试说明原因。

答：当C3减小很多时，回路总电容约等于C3，C3太小，总电容很小，无法起振。

3，同一振荡电路中，静态工作点不同时，振荡器的输出幅度也不相同，为什么？

答：直流工作点不相同，三极管的放大倍数不同，输出幅度也就不同。

4，为什么反馈系数太大会影响振荡器的起振？

答：反馈系数会对回路的Q值 产生影响,，反馈系数越大，Q值越小，振荡器起振越困难。

5，测量频率可以用频率以也可以用示波器，各有什么优缺点？

答：频率仪可以准确测量频率动态变化，但是不能得到幅值的数据；示波器对频率的反应比较慢而其不够准确，但可以全面直观的反应信号的幅值和频率。

6，西勒振荡电路和克拉泼振荡电路的差别在何处，各有什么特点？

答：西勒电路是在克拉泼电路的基础上，在电感L两端并联了可变电容。

克拉泼电路是在电容三点式振荡电路的电感支路上串进了一个小电容C而构成的（C3对交流短路，属共基组态）。C1、C2、C及L组成谐振回路，当C<<C1、C<<C2时，求得振荡频率为：
  

上式可见，振荡频率基本上与C1、C2无关，因此，可选C1、C2的值远大于极间电容，这就减小了极间电容变化对振荡频率的影响，提高了振荡频率的稳定性。

席勒振荡电路，它是在串联型电容三点式振荡电路的电感L旁并接了一个电容C而构成的。
    由于LC回路的谐振电阻R0反射到三极管集、射极间的等效负载电阻
      
而C3＞C，当C变小时， 变化程度不如式GS0813那样显著，从而削弱了振荡幅度受频率改变的影响。因此，席勒振荡电路的频率调节范围较克拉泼电路要宽，由图I0823可知，当C3<<C1、C3<<C2时，振荡频率为：
      

7，西勒和克拉泼电路都比较难起振，为什么？

答：西勒电路和克拉泼电路是以牺牲环路增益为代价换取回路标准性的提高。环路增益越小，越不易起振。

8，如果改变电源电压或使晶体管温度升高，振荡器的输出幅度和频率是否会发生变化？

答：会的，以为电源电压和晶体管温度的升高会改变晶体管的放大倍数甚至使晶体管进入饱和或者截至区，所以会改变振荡器的输出幅度和频率。

 

第二篇：1.电容反馈LC振荡器实验

电容反馈LC振荡器实验报告

学号 200800120228 姓名 辛义磊 实验台号 30

一、实验目的

1、学会数字频率计的使用方法；

2、掌握常用正弦波振荡器的工作原理及其特点；

3、掌握正弦波振荡器的基本设计、分析和测试方法；

4、研究反馈系数、静态工作点、负载变化对振荡器的起振条件、振荡幅度和振荡频率的影响，从而理解正弦波振荡器的基本性能特点。

二、实验仪器

数字万用表、数字频率计、数字示波器、直流稳压电源

三、实验原理

1、振荡的原理

三点式LC正弦波振荡器的组成法则（相位条件）是：与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗，而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相反。图1所示为满足组成法则的基本电容反馈LC振荡器共基极接法的典型电路。当电路参数选取合适，满足振幅起振条件时，电路起振。当忽略负载电阻、晶体管参数及分布电容等因素影响时，振荡频率fosc可近似认为等于谐振回路的固有振荡频率fo，即

fosc? （1）

式中 C近似等于C1与C2的串联值

C?C1C2

C1?C2 （2）

图1 电容反馈LC振荡器

由图1所画出的分析起振条件的小信号等效电路如图2所示。

图2 分析起振条件的小信号等效电路

由图2分析可知，振荡器的起振条件为：

gm?

式中 gL'?1n(g'L?ge)?'1ng'L?nge （3） 1RL//Re0,ge?1re

Re0为LC振荡回路的等效谐振电阻；

电路的反馈系数 kf?n?C1C1?C2 （4）

由式（3）看出，由于晶体管输入电阻re对回路的负载作用，反馈系数kf并不是越大越

容易起振，反馈系数太大会使增益A降低，且会降低回路的有载Q值，使回路的选择性变差，振荡波形产生失真，频率稳定性降低；所以，在晶体管参数一定的情况下，可以调节负载和反馈系数，保证电路起振。kf的取值一般在0.1—0.5 之间。

图1所示的振荡器，由于晶体管各电极直接和振荡回路元件L、C1、C2并联，而晶体

管的极间电容（主要是结电容）又随外界因素（如温度、电压、电流等）的变化而变化，因此振荡器的频率稳定性不够高。为了提高振荡器的频率稳定性，实际中更多的采用能够减小晶体管与回路之间耦合的改进型电容反馈振荡器。

2、实验电路

本实验采用西勒振荡器，图3所示为实验电路图（开关K4、K5断开）。

3、实验电路分析

（1）电路中各元件的作用

图3所示的振荡器电路是在图1电路的基础上引入串并联电容C5和C6且满足条件C5?C2、C5?C3，从而大大减小了晶体管极间参数对振荡频率的影响。振荡频率的改

变通过调节微调电容C6实现，频率调节方便，波段覆盖系数大，波段内输出电压平稳。图中DW1、R1、R2和R4构成晶体管BG1的偏置电路，R3 是集电极直流负载电阻。改变DW1可改变晶体管BG1的工作点。BG2 和电阻R9、电位器DW2组成的射极跟随器起隔离作用，以防止测量时或振荡器输出信号作它用时的负载影响振荡电路；R5用来模拟负载的变化，

用来研究负载对振荡器性能的影响。C1基极旁路电容，C2、C3、C5、C6、L1构成LC选频回路。

图3 西勒振荡器

（2）交流通路

图3电路的高频交流通路如图4所示。

图4 图3西勒振荡器的交流通路

该振荡器的振荡频率主要有C5、C6、L1决定，近似为：

fosc? （5）

反馈系数近似等于：

kf?n?C2C3?C2 （6）

四、实验步骤及内容

准备：接通电路电源。

（一）静态工作点（晶体管偏置）不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响 1、K1、K2 均置于1—2，K3、K4断开，用示波器和频率计在B点监测。调整DW1，使振荡器振荡；微调C6，使振荡频率在4MHz左右。

2、调整DW1，使BG1工作电流IEQ逐点变化，IEQ可用万用表在A点通过测量发射极电阻R4两端的电压得到（R4=1kΩ）。振荡器工作情况变化及测量结果如表1所示：

表1 静态工作点变化对振荡器的影响

最佳静态工作点VEQ= 0.5V IEQ?0.5mA （二）反馈系数不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响

保持静态工作点电流为最佳值，即调整DW1使振荡输出幅度尽量大且不失真。改变K1、K2的位置，即选用不同反馈系数，振荡器工作变化情况及测量结果如表2所示：。

表2 反馈系数变化对振荡器的影响 测量条件：IEQ=0.5 mA

该工作点下的最佳反馈系数是：

IEQ= 0.5mA C2= 200 pF C3=750 pF

（三）振荡器频率范围测量

在最佳反馈条件下，调整C5从最大到最小，观察并记录振荡器的振荡频率的变化。

fmin= 3.87 MHz fmax= 4.51MHz

（四）负载变化对振荡器的影响

1、K3断开的情况下，将振荡器的振荡频率调整到4MHz左右，此时频率fosc=4.0 MHz，幅度Vopp=1.54V。

2、将K3分别接1—2、1—3、1—4的位置，即接入不同的负载电阻R5，测得的相应的频率和幅度及计算结果如表3所示。

表3 负载变化对振荡器的影响 测量条件：fosc= 4 MHz，幅度Vopp=1.54 V

由表3知：负载变化对振荡器工作频率的影响是：负载越大，工作频率变化越小

负载变化对振荡器输出幅度的影响是：负载越大，输出幅度的变化越小

五、思考题