实验2 振荡器实验

实验二振荡器

（A）三点式正弦波振荡器

一、实验目的

1.掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。

2.通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。

3.研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。

二、实验内容

1.熟悉振荡器模块各元件及其作用。

2.进行LC振荡器波段工作研究。

3.研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。

4.测试LC振荡器的频率稳定度。

三、基本原理

图6-1 正弦波振荡器（4.5MHz）

【电路连接】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。振荡频率可调范围为：

()

()

3.979925

4.70795

M CCI p

f

M CCI p

=

⎧

⎪

==⎨

⎪=

⎩

调节电容CCI，使振荡器的频率约为4.5MHz 。

振荡电路反馈系数: F=12

.0

470

56

20

13≈

=

C

C

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。

四、实验步骤

根据图6-1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。

1. 调整静态工作点，观察振荡情况。

1）将开关S2全拨下，S1全拨下，使振荡电路停振

调节上偏置电位器R A1，用数字万用表测量R10两端的静态直流电压U EQ(即测量振荡管的发射极对地电压U EQ)，使其为5.0V(或稍小，以振荡信号不失真为准)，这时表明振荡管的静态工作点电流I EQ=5.0mA（即调节W1使I EQ=I CQ=U EQ／R10=5.0mA ）。

2）将开关S2的1拨上，S1全拨下，构成LC振荡器。

振荡器应能正常工作。若振荡器工作正常，则在输出端用示波器可观察到正弦振荡电压波形，同时发射极的直流电流也将偏离停振时测得的I EQ。可用示波器在输出端观察振荡波形，调节电容CCI使振荡频率约为4.5MHz；在R10两端用数字万用表测量起振后的直流电压U Q，记录并比较U Q和U EQ。

2. 研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。

1）按照“内容1”，先使振荡电路停振，调整上偏置电位器R A1，使I EQ=1mA；

2）按照“内容1”，使振荡电路正常工作，用示波器测量对应点的振荡幅度V P-P（峰—峰值），记下对应峰峰值V L。(如果出现不起振或临近失真，适当增大I EQ)

3）重复步骤1）和2），使I CQ在I min和I max范围之间取平均的几个值( 一般取I CQ=1~5mA 为宜)，分别记下对应的峰峰值V L，填入表2-2。

4）作出I EQ~V L曲线，分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系。

分析思路：静态电流I CQ会影响晶体管跨导gm，而放大倍数和gm是有关系的。在饱和

状态下（I CQ过大），管子电压增益A V会下降，一般取I CQ=（1~5mA）为宜。

I EQ~V L曲线

3. 观察反馈系数F的大小对振荡电压的影响（选做）

保持I EQ不变，在C20两端并接不同容量的电容C i，从而改变反馈系数F的大小( F=C13/(C20+C i) )，相应用示波器测量振荡器的输出振荡电压V L，将数据记录于表2-3中。

同时用示波器监测波形及其频率。要求如下：

1）计算反馈系数；

2）用示波器记下振荡幅度值；

3）分析原因

五、实验报告要求

1．记录实验箱序号

2．分析静态工作点、反馈系数F对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响，并用所学理

论加以分析。

3．计算实验电路的振荡频率f o，并与实测结果比较。

六、实验仪器

1．高频实验箱1台2．双踪示波器1台

3．万用表1块

七、思考题

1. 在没有示波器的情况下，如何用万用表来判断振荡器是否起振？

2. 为什么在发射极观察到的电压波形(发射极接有负反馈电阻)与输出电压波形不一样？

（B）晶体振荡器与压控振荡器

一、实验目的

1.掌握晶体振荡器与压控振荡器的基本工作原理。

2.比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验内容

1.熟悉振荡器模块各元件及其作用。

2.分析与比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。

3.改变变容二极管的偏置电压，观察振荡器输出频率的变化。

三、基本原理

图7-1 正弦波振荡器（4.5MHz）

【电路连接】

1.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。

2.压控振荡器（VCO）：将S1的1或2拨上，S2的1拨上、2拨下，则变容二极管D1、D2并联在电感L2两端。当调节电位器W1时，D1、D2两端的反向偏压随之改变，从而改变了D1和D2的结电容C j，也就改变了振荡电路的等效电感，使振荡频率发生变化。其交流等效电路如图7-2所示

C14

104

图7-2 压控振荡器交流等效电路图

3.晶体压控振荡器

开关S1的1接通或2接通，S2 的2接通，就构成了晶体压控振荡器。

四、实验步骤

1.两种压控振荡器的频率变化范围

1)将电路连接成压控振荡器，频率计接于J1，直流电压表接于TP3。

2)将W1从低阻值、中阻值到高阻值位置，分别将变容二极管的反向偏置电压、输出频

率记于下表中。

2.将电路改接成晶体压控振荡器，重复上述实验，并将结果记于下表中。

3.在晶体压控振荡器电路的基础上，将L2并接于晶体两端，但需将CCI断开或置于容量最小位置。然后重做上述实验，将结果记于下表中。