实验三电容三点式LC 振荡器
」、实验目的
1、 掌握电容三点式LC 振荡电路的实验原理;
2、 了解静态工作点、耦合电容、反馈系数、品质因数 Q 值对振荡器振荡幅度 和频率的影响;
3、 了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
二、实验原理
1、电路与工作原理
(1) 图3-2克拉泼振荡电路中,串联电容 C1、C2和C 构成总电容。
因为
C1( 300p) >>C( 75p), C2( 1000P >>C ( 75p),故总电容约等于 C, 所以振荡频率主要由L 和C 决定。
(2) 图3-3西勒振荡电路中,电容C1、C2和C3的串联值后与电容C 相并。
因为
C1(300p)>>C3(75p),C2 ( 1000P)>>(75p),故总电容约等 于C+C3所以振荡
频率主要由L 、C 和C3决定。
(3) 反馈系数F=F1: F2,反馈系数F 不宜过大或过小,一般经验数据 F~ 0.1〜0.5,
本实验取0.3
2、实验电路
如图3-4所示,1K01打到“串S ”位置时,为改进型克拉泼振荡电路,打到
图3-2克拉泼振荡电路
图3-3西勒振荡电路
“并P”位置时,为改进型西勒振荡电路。
开关1S03控制回路电容的变化;调
整1W01可改变振荡器三极管的电源电压;1Q02为射极跟随器;1TP02为振荡器直流电压测量点,1W02用来改变输出幅度。
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三、实验内容
1测量“并P”西勒振荡电路幅频特性;
2、测量“串S”克拉泼振荡电路幅频特性;
3、测量波段覆盖系数。
四、实验步骤
(一)模块上电
将LC振荡器模块③接通电源,即可开始实验。
(二)测量振荡电路的幅频特性
1、西勒振荡电路幅频特性的测量
将1K01拨至“并P”侧,此时振荡电路为西勒电路。
示波器接仃P02频率
计接1P01。
调整1W02使输出适中。
1S03分别控制1C06( 10P)、1C07(50P)、
1C08 ( 100P)、1C09( 150P)接入电路,开关往上拨为接通,往下拨为断开。
四个开关接通的不同组合,可以控制电容的变化。
按照表3-1,将测量结果记于表
中。
选择C (150pF)时,分别顺时针调整1W01和1W02观察波形变化。
注:如果在转换过程中振荡器停振,可调整 1W01使之恢复振荡。
2、克拉泼振荡电路幅频特性的测量
将1K05拨至“串S'位,振荡电路转换为克拉泼电路。
按照上述方法,测出振荡频率和输出电压,并将测量结果记于表3-1中。
选择C (150pF)时,分
别顺时针调整1W01和1W02观察波形变化。
3、测量波段覆盖系数
波段覆盖即调谐振荡器的频率范围,其大小通常以波段覆盖系数K表示:
测量方法:根据测量的幅频特性,以输出电压最大点的频率为基准,即为一边界频率,再找出输出电压下降至一半的频率,即为另一边界频率,如图3-5、
图3-6所示,再由公式求出K。
圏旷5 图
五、实验报告
1、分别绘制西勒振荡器,克拉泼振荡器的幅频特性曲线,并进行分析比较。
曲线
图见图1。
西勒振荡电路:随着电容增大,振荡频率降低;由于电路为并联谐振,频率增大则谐振电阻增大,输出电压随之增大。
克拉泼振荡电路:当C为10pF时电路不振荡,是因为回路总电容主要取决与C3与C 的并联,C3值很小且C也很小时,放大器增益会变小,幅度下降,可能出现停振;随着电容增大,振荡频率降低;由于电路为串联谐振,频率增大则谐振电阻减小,输出电压随之减小。
2、选择C为150pF时,分别顺时针调整1W01和1W02说明波形变化原因。
只调整1W01波形幅度变大;只调整1W02波形幅度变小。
观察到西勒电路从无到有到无;而克拉波电路最初就有一定幅度的波形,然后增峰顶,最后消失。
3、根据测试数据,分别计算克拉泼振荡器、西勒振荡器的波段覆盖系数Ko 西勒电路:
fmax=11.63MHZ,fmin无法得知,故不能求出波段覆盖系数 K。
克拉泼电路:fmax=15.77MHZ,fmin=9.921MHZ,K=fmax/fmin=1.59。
4、总结实验体会。
通过这次实验基本掌握了电容三点式 LC振荡电路的基本原理,熟悉其各元件功能,熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效 Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响,熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
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