LC正弦波振荡器仿真实验
LC三点式正弦波振荡器实验
4．回路Q值和IEQ对频率稳定度的影响
1）Q值变化时，对振荡频率稳定度的影响
，IEQ=2mA，CT=100pF， 分别改变R值，使其值分别为1KΩ、10KΩ、110KΩ， 记录电路的振荡频率， 注意观察频率显示后几位数 的跳动情况。填入表1-37中，并说明R取哪种值的情 况下稳定度最好。
C 100pF 测试条件： C ' 1200pF
图3-1：LC三点式振荡器基本组成形式
图1-83：LC三点式振荡器基本组成形式
本实验主要研究电容三点式振荡器， 电路如图1-84所示。
2. 基本工作原理：
电路采用串联式电容反馈三 点式振荡器的改进型电路，也称 克拉波电路。采用分压式电流负 反馈偏置电路，调整RP可获得合 适的静态工作点。C1，C2为交流 耦合电容，正反馈电压取自C，两 端，改变C和C，的比值，可以改 变反馈深度，以满足振荡的振幅 条件。 此电路的振荡频率为：
5．选做内容：石英晶体-振荡器
1）按要求连好电路
2）静态工作点测试，记录IEQmin、IEQmax； 3）测量当工作点在上述范围内（至少3个点） 的振荡频率及振荡幅度（RL取110KΩ）； 4）RL分别取110K Ω ，10K Ω ，1K Ω时， 测出振荡频率f，并观察频率的稳定度。 （与LC三点式振荡器相比较）。
取：CT=100pF， C、C’分别为下列三组数据：
C=C3=100pF，C’=C4=1200pF； C=C5=120pF，C’=C6=680pF； C=C7=680pF，C’=C8=120pF 调节电位器Rp ，使IEQ（静态值，即断开C1后 调IEQ，调好后再接上C1），分别为0.5，0.8，2.0， 3.0，4.0所标各值，用示波器分别测出各个振荡幅 度（峰峰值）。将所得的值填入表1-36中。
正弦波振荡器(LC振荡器和晶体振荡器)实验
正弦波振荡器（LC 振荡器和晶体振荡器）实验一、实验目的1．掌握电容三点式LC 振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件的功能； 2．掌握LC 振荡器幅频特性的测量方法；3．熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响；通过实验进一步了解调幅的工作原理。
4．了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响，感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。
正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。
在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。
在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个本地振荡信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。
振荡器的种类很多。
从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。
此实验只讨论反馈式振荡器。
根据振荡器所产生的波形，又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。
此实验只介绍正弦波振荡器。
常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。
按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC 振荡器、RC 振荡器和晶体振荡器等类型。
（1）反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理，其原理电路如图2-1所示。
b V bE cE -1L 2L f V bV '+-图 2-1反馈型正弦波自激振荡器原理电路当开关K 接“1”时，信号源b V 加到晶体管输入端，构成一个调谐放大器电路，集电极回路得到了一个放大了的信号F V 。
当开关K 接“2”时，信号源b V 不加入晶体管，输入晶体管是F V 的一部分b V '。
实验四LC正弦波振荡电路实验,高频电子线路,南京理工大学紫金学院实验报告
高频实验报告实验名称：LC正弦波振荡电路实验姓名：学号：班级：通信时间：2014．01南京理工大学紫金学院电光系一、 实验目的1．进一步学习掌握正弦波振荡电路的相关理论。
2．掌握电容三点式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。
3．熟悉LC 振荡器频率稳定度，加深对LC 振荡器频率稳定度的理解。
二、实验基本原理与电路1. LC 振荡电路的基本原理ＬＣ振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。
ＬＣ振荡器是指振荡回路是由ＬＣ元件组成的。
从交流等效电路可知：由ＬＣ振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。
如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈ＬＣ振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈ＬＣ振荡器或电容三点式振荡器。
在几种基本高频振荡回路中，电容反馈ＬＣ振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百ＭＨＺ～ＧＨＺ。
普通电容三点式振荡器的振荡频率不仅与谐振回路的LC 元件的值有关，而且还与晶体管的输入电容i C 以及输出电容o C 有关。
当工作环境改变或更换管子时，振荡频率及其稳定性就要受到影响。
为减小i C 、o C 的影响，提高振荡器的频率稳定度，提出了改进型电容三点式振荡电路——串联改进型克拉泼电路、并联改进型西勒电路，分别如图2-1和2-2所示。
串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼电路振荡频率为：图2-1克拉泼振荡电路C LCC L图2-2西勒振荡电路∑=LC 10ω其中∑C 由下式决定io C C C C C C ++++=∑211111 选C C >>1，C C >>2时，C C -∑~，振荡频率0ω可近似写成LC10≈ω这就使0ω几乎与o C 和i C 值无关，提高了频率稳定度。
LC正弦波振荡器虚拟实验报告_SEUradio
f0
1 2 π LC 以及实验数据可得，C2 减小，谐振频率增大。
（2）由理论式 A=L1/L2 以及实验数据可得，L1 增大，放大器的电压增益 A 增大，振荡 频率减小。 （3）三次实验放大器输入输出端信号的相位差分别为 179.12，178.76，178.46，满足正反 馈要求。
3、影响电容、电感三点式振荡频率的主要因素是什么？ 答：影响电容、电感三点式振荡频率的主要因素为回路电容、回路电感的大小。
相位 差 179.12 178.75 178.46
谐振频率 f0 测量值 (kHz) 5.132 7.198 10.917 理论值 (kHz) 4.983 7.047 10.983
（5mH,100uH,200nF） （5mH,100uH,100nF） （2m昕
思考和分析
1、根据电容三点式振荡电路的测量数据表格，回答：
（1）分析电感值L1改变对谐振频率有何影响？ （2）分析电容值C2改变对放大器的电压增益和振荡频率有何影响？ （3）放大器输入输出端信号的相位差为多少，是否满足正反馈要求？ 答： （1） 由理论式
f0
1 2 π LC
=
1 C1C2 及实验数据可得 L1 减小， 谐振频率增大。 2 π L C1 C2
（2）由理论式 A=C2/C1 以及实验数据可得，C2 增大，放大器的电压增益 A 增大，振荡频 率减小 （3）三次实验放大器输入输出端信号的相位差分别为 164.176、168.75、169.57，在误差 范围内满足正反馈要求。由实验示波器所示波形可见波形稳定。
2、根据电感三点式振荡电路的测量数据表格，回答： （1）分析电容值C2改变对谐振频率有何影响？ （2）分析电感值L1改变对放大器的电压增益和振荡频率有何影响？ （3）放大器输入输出端信号的相位差为多少，是否满足正反馈要求？ 答： （1）由理论式
LC正弦波振荡电路的仿真分析精编版
摘要振荡器的种类很多，适用的范围也不相同，但它们的基本原理都是相同的，都由放大器和选频网络组成，都要满足起振，平衡和稳定条件。
然后通过所学的高频知识进行初步设计，由于受实践条件的限制，在设计好后，我利用了模拟软件进行了仿真与分析。
为了学习Multisim软件的使用，以及锻炼电子仿真的能力，我选用的仿真软件是Multisim10.0版本，该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。
它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。
NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
关键词：LC振荡回路；仿真；正弦波信号；Multisim软件；目录一、绪论 (1)二、方案确定 (1)2．1电感反馈式三端振荡器 (2)2．2电容反馈式三端振荡器 (3)2.3 振荡平衡条件一般表达式 (4)2．4起振条件和稳幅原理 (4)三、LC振荡器的基本工作原理 (4)四、总电路设计和仿真分析 (5)4.1软件简介 (5)4.2 总电路设计 (7)4.3 进行仿真 (8)4.4 各个原件对电路的影响 (11)五、心得体会 (12)参考文献 (13)附录 (14)电路原理图 (14)元器件清单 (14)一、绪论在本课程设计中，对LC正弦波振荡器的仿真分析。
正弦波振荡器用来产生正弦交流信号的电路，它广泛应用于通信、电视、仪器仪表和测量等系统中。
在通信方面，正弦波震荡器可以用来产生运载信息的载波和作为接收信号的变频或调解时所需要的本机振荡信号。
医用电疗仪中，用高频加热。
在课程设计中，学习Multisim软件的使用，以及锻炼电子仿真的能力，我选用的仿真软件是Multisim10.0版本，该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。
我利用了仿真软件对电路进行了一写的仿真分析，得到了与理论值比较相近的结果，这表明电路的原理设计是比较成功的，本次课程设计也是比较成功的。
实验十三LC正弦波振荡器
实验十三 LC 正弦波振荡器一、实验目的1、 掌握变压器反馈式LC 正弦波振荡器的调整和测试方法2、 研究电路参数对LC 振荡器起振条件及输出波形的影响 二、实验原理LC 正弦波振荡器是用L 、C 元件组成选频网络的振荡器，一般用来产生1MHz 以上的高频正弦信号。
根据LC 调谐回路的不同连接方式，LC 正弦波振荡器又可分为变压器反馈式（或称互感耦合式）、电感三点式和电容三点式三种。
图13－1为变压器反馈式LC 正弦波振荡器的实验电路。
其中晶体三极管T 1组成共射放大电路，变压器T r 的原绕组 L 1（振荡线圈）与电容C 组成调谐回路，它既做为放大器的负载，又起选频作用，副绕组L 2为反馈线圈，L 3为输出线圈。
该电路是靠变压器原、副绕组同名端的正确连接（如图中所示），来满足自激振荡的相位条件，即满足正反馈条件。
在实际调试中可以通过把振荡线圈L 1或反馈线圈L 2的首、末端对调，来改变反馈的极性。
而振幅条件的满足，一是靠合理选择电路参数，使放大器建立合适的静态工作点，其次是改变线圈L 2的匝数，或它与L 1之间的耦合程度，以得到足够强的反馈量。
稳幅作用是利用晶体管的非线性来实现的。
由于LC 并联谐振回路具有良好的选频作用，因此输出电压波形一般失真不大。
振荡器的振荡频率由谐振回路的电感和电容决定式中L 为并联谐振回路的等效电感（即考虑其它绕组的影响）。
振荡器的输出端增加一级射极跟随器，用以提高电路的带负载能力。
图13－1 LC 正弦波振荡器实验电路三、实验设备与器件1、 ＋12V 直流电源2、双踪示波器3、 交流毫伏表4、直流电压表5、 频率计6、振荡线圈7、 晶体三极管 3DG6×1(9011×1)LC2π1f 03DG12×1(9013×1)电阻器、电容器若干。
四、实验内容按图13－1连接实验电路。
电位器R W置最大位置，振荡电路的输出端接示波器。
LC振荡器
实验三 LC正弦波振荡器一、实验目的1.熟悉电容三点式振荡器（考毕兹电路）、改进型电容三点式振荡器（克拉泼电路及西勒电路）的电路特点、结构及工作原理。
2.掌握振荡器静态工作点调整方法。
3.掌握晶体管（振荡管）工作状态、反馈大小对振荡幅度与波形的影响。
4.掌握改进型电容三点式正弦波振荡器的工作原理及振荡性能的测量方法。
5.掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。
5.比较不同LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度，加深振荡器频率稳定度的理解。
二、预习要求1.复习LC振荡器的工作原理。
2.分析图3-7电路的工作原理，及各元件的作用，并按小信号调谐放大器模的 (设晶体管的β值为100)。
式设置晶体管静态工作点，计算电流IC仿真要求：1.按图3-7构建仿真电路，实现各种结构的振荡器2.以克拉泼电路振荡器为原型，改变振荡回路参数测量振荡器输出3.改变反馈系数，观测振荡器输出4.改变负载电阻，观测振荡器输出5．试构建西勒电路，完成2-4内容。
三、实验内容：1)分析电路结构，正确连接电路，使电路分别构成三种不同的振荡电路。
2)研究反馈大小及工作点对振荡器电路振荡频率、幅度及波形的影响。
3)研究振荡回路Q值变化对频率稳定度的影响4)研究克拉泼电路中电容C1003-1、C1003-2、C1003-3对振荡频率及幅度的影响。
5)研究西勒电路中电容C1004对振荡频率及幅度的影响。
四、实验原理1.实验原理：振荡器是一种在没有外来信号的作用下，能自动地将直流电源的能量转换为一定波形的交变振荡能量的装置。
根据振荡器的特性，可将振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类，LC振荡器属于反馈式振荡器。
工作时它应满足两个条件：i.相位条件：反馈信号必须与输入信号同相，以保证电路是正反馈电路，即电路的总相移Σφ=φk+φF=n×3600。
ii.振幅条件：反馈信号的振幅应大于或等于输入信号的振幅，即│ẢF1，式中Ả为放大倍数，F为反馈系数。
实验二 LC正弦波振荡器实验
实验二 LC 正弦波振荡器实验一、实验目的1、观察LC 振荡器的产生和稳定过程，并检验谐振时环路增益AF=1。
2、观察电容和电感三点式振荡器的谐振频率。
3、研究影响振荡频率的主要因素。
4、研究LC 选频回路中电容或电感比值对维持振荡器所需的放大器电压增益的影响。
二、实验仪器1、示波器2、频谱仪3、高频电子线路试验箱三、实验原理一个反馈振荡器必须满足三个条件：起振条件（保证接通电源后能逐步建立起振荡）, 平衡条件（保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态）和稳定条件（保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏）。
1、电感三点式振荡器电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器，其原理电路如图2.1所示。
图中Ｃ1、Ｃ2 是回路电容，Ｌ是回路电感，Ｃb 、Ｃe 和Ｃc 分别是高频旁路电容和耦合电容。
一般来说，旁路电容和耦合电容的电容值至少要比回路电容值大一个数量级以上。
有些电路里还接有高频扼流圈，其作用是为直流提供通路而又不影响谐振回路工作特性。
对于高频振荡信号，旁路电容和耦合电容可近似为短路,高频扼流圈可近似为开路。
图2-1电容三点式振荡器回路谐振时，LC 回路呈纯阻抗，反馈系数 F 的表达式为21C C F = 不考虑各极间电容的影响，这时谐振回路的总电容量 C 为 C 1、C 2 的串联，即21111C C C +=∑振荡频率近似认为212102121C C C C L LC f +==ππ 为了维持振荡，放大器的环路增益应该等于 1，即 AF=1。
因为在谐振频率上振荡器的反馈系数21C C F =， 所以维持振荡的电压增益应该是 121C C F A == 2、电感三点式振荡电路电感三点式振荡器又称哈特莱（Hartley ）振荡器，其原理电路如图2-2所示。
其中Ｌ1,Ｌ2 是回路电感，Ｃ是回路电容，Ｃc 和Ｃe 是耦合电容，Ｃb 是旁路电容，Ｌ3 和Ｌ4 是高频扼流圈。
（ｂ）图为其共基组态交流等效电路。
利用类似于电容三点式振荡器的分析方法, 也可以求得电感三点式振荡器振幅起振条件和振荡频率, 区别在于这里以自耦变压器耦合代替了电容耦合。
实验三、四 LC正弦波振荡器-混频器
实验三 LC 正弦波振荡器一、实验目的1．掌握常用正弦波振荡器（如基本电感三点式振荡器、电容三点式振荡器、克拉泼振荡器、西勒振荡器）的基本工作原理及特点。
2．掌握正弦波振荡器的基本设计、分析和测试方法。
3．研究不同反馈系数、不同静态工作点对正弦波振荡器的起振、振荡幅度和振荡波形的影响。
观察外界因素变化对振荡幅度、振荡频率的影响。
4．掌握用Multisim 仿真各种类型的正弦波振荡器，测试振荡器的振荡频率。
二、预习要求1．复习LC 正弦波振荡器的工作原理，了解反馈元件、回路元件、和晶体管直流工作点对振荡器工作的影响，了解提高频率稳定度的措施。
2．根据测试电路的交流通路，估算振荡频率。
3．对照测试电原理图、熟悉电路中各元件的位置、作用，弄懂电路原理。
三、实验内容及步骤1．电感三点式正弦波振荡器的Multisim 仿真。
在Multisim 电路窗口中，创建如图3-1所示的电感反馈振荡电路，其中晶体管T1选用2N2222A 晶体管。
图3-1 电感三点式振荡电路理论计算谐振频率CL L f )2121+=（π=(1)利用Simulate菜单中的Analyses中的进行直流分析(2)示波器显示电感三点式反馈振荡器的输出的信号波形（3）数字频率计（4）改变C2,，如C2=10pF时，此时计算的理论振荡频率为：频率计显示附加题：若在三极管的发射极串接一1kHz的电位器（交流负反馈电阻），逐渐加大交流反馈量，用虚拟示波器观察输出波形的变化，记录变化情况并说明原因。
2、克拉泼电路的仿真在Multisim 电路窗口中，创建如图3-2所示的克拉泼振荡电路，其中晶体管T 1选用2N2222A 晶体管。
图3-2 教材图4-19克拉泼正弦波振荡器 理论计算谐振频率L C C C f )21421串串（π==（1）利用Simulate 菜单中的Analyses 中的进行直流分析（2）示波器显示教材图4-19克拉泼正弦波振荡器的输出的信号波形（3）用虚拟示波器—数字频率计测试电路的振荡频率。
LC正弦波振荡器仿真实验
LC 正弦波振荡（虚拟实验）
1、 电容三点式
（1）121100,400,10C nF C nF L mH ===
示波器
频谱仪
（2）121100,400,5C nF C nF L mH ===
示波器
频谱仪
（3）121100,1,5C nF C F L mH μ===
示波器
频谱仪
实验数据与理论值间的差异分析： 答：
增益与谐振频率基本与理论值相符，谐振频率误差相对较大。
误差主要来源于读数误差。
2、 电感三点式
（1）1225,100,200L mH L H C nF μ===
示波器
频谱仪
（2）1225,100,100L mH L H C nF μ===
示波器
频谱仪
（3）1222,100,100L mH L H C nF μ===
示波器
频谱仪
实验数据与理论值间的差异分析：
答：
增益，谐振频率基本与理论值相符，误差主要来源于读数误差。
思考和分析
1、
答：
1、电感L1越小，谐振频率越大；
2、电容C2越大，谐振频率越小；
3、相位差是180度，反馈回路也有180度相移，满足正反馈条件
2、
答：
1、电容C2越小，谐振频率越大；
2、电感L1越大，谐振频率越小；
3、相差是180度，反馈回路也有180度相移，满足正反馈条件。
3、影响电容、电感三点式振荡频率的主要因素是什么？
答：
主要因素是电感和电容的取值大小。
实验4.4 LC正弦波振荡器
实验4.4 LC 正弦波振荡器一、实验目的1、 掌握晶体管（振荡管）工作状态、反馈系数的大小对振荡幅度的影响。
2、掌握改进型电容三点式正弦波振荡器的工作原理及振荡性能的测量方法。
3、研究外界条件变化对振荡频率稳定度的影响。
4、比较LC 振荡器和晶体振荡器频率稳定度，分析影响振荡频率稳定的原因。
二、实验设备及材料高频电子实验箱、频率计、双踪示波器、数字万用表、调试工具。
三、实验原理正弦波振荡器是指振荡波形接近理想正弦波的振荡器。
产生正弦信号的振荡电路形式很多，有 RC 、LC 和晶体振荡器三种形式。
实验采用晶体管LC 三端式振荡器。
LC 三端式振荡器的基本电路如图（4.4.1）所示：根据相位平衡条件，图4.4.1三端式振荡器交流等效电路的三个电抗，X 1、X 2必须为同性质的电抗，X 3必须为异性质的电抗，且应满足下列关系式：X 3 = －（X 1+X 2） （4-4-1）式（4-4-1）为LC 三端式振荡器相位平衡条件的判断准则。
若X 1和X 2均为容抗，X 3为感抗，则为电容三端式振荡电路；若X 1和X 2均为感抗，X 3为容抗，则为电感三端式振荡器。
1、电容三端式振荡器的工作原理共基电容三端式振荡器的基本电路如图4.4.2所示。
图中C 3为耦合电容，与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C 1和C 2，与基极连接的为两个异性质的电抗元件C 2和L ，根据判别准则，该电路满足相位条件。
要产生正弦振荡，还须满足振幅起振条件，即：A U ·F ＞1 （4-4-2）图4.4.1 三端式振荡器的交流等效电路171式（4-4-2）中，A U 为电路刚起振时，振荡管工作状态为小信号时的电压增益；F 为振荡器的反馈系数。
设y rb ≈0、y ob ≈0，画出y 参数等效电路，如图4.4.3所示。
图中G O 为振荡回路的损耗电导，G L 为负载电导。
图4.4.3 共基组态振荡器简化Y 参数等效电路由图4.4.3可求出小信号电压增益A O 和反馈系数F 分别为Y y V V A fb i-== 00 1120jx Z Z V V Ff+== 12311jx Z jx G Y p +++='2211221111wC x wC x jx g Z ib -=-=+=2'203C C C G G G Lx i Lp +=+==ω图4.4.2 共基组态的“考华兹”振荡器经运算整理得y -Z Z fb12200jNM jx Y y F A T fb +=+∙-=∙= 321321312111,x x x x x x G g N g x x G x x g G M p ib ib p ib p ---∙=+++= 当忽略y fb 的相移时，根据自激条件应是N =0 及 122>=+=My NM y T fb fb (4-4-3)由N =0，可求出起振时的振荡频率，即011321321=---∙x x x x x x G g p ib 则X 1X 2X 3g ib G p =X 1+X 2+X 3将X 1X 2X 3的表示式代入上式，得：'21121C C G g LC f p ib g +=π忽略晶体管参数的影响，得到振荡频率近似为LCf g π21=(4-4-4)式(4-4-4)中，Ｃ为振荡回路的总电容 21'21C C C C C +=由式(4-4-3)求M ，当'2C g ib ω<<时'222111C j g jx g Z ib ib ω+=+=则反馈系数可近似表示为：'2'21112'211201C C C C C jwC jwC jwC jx Z Z V VF f =+=+≈+== (4-4-5)则 ib p ib p g x x G x x g G M 3121+++=p ib p ib G C C C g C C C x x G x x g 1'21'2112131)1()1(+++=+++=p ib G Fg F 1+∙=由式（4-4-3）得到满足起振振幅条件的电路参数为：173p ib fb G Fg F Y 1+∙> (4-4-6) 式(4-4-6)是满足起振条件所需要的晶体管最小正向传输导纳的值。
LC正弦波振荡器仿真实验
LC正弦波振荡器仿真实验一、实验背景旋转调制定位系统（RMS）的稳定性和精度取决于激励源的数量和质量。
现代机床上激励源的数量很多，如建立在非常规电路上的电阻（R）、电容（C）、电感（L）的元件（RLC）振荡器，它可以为系统提供必要的激励。
RLC振荡器是非线性电路，它以有趣的强度和频率变化模拟不同的调谐电路。
二、实验步骤1、本实验中使用的硬件是具有电子表格功能的Oscilloscope Master。
首先，检查Oscilloscope Master的连接，保证源电压和负载电阻的正确设置，利用信号源微处理器来控制元件的接口引脚，确定RLC振荡器上电路元件的丝印图以及元件类型。
2、经过以上准备，我们可以开始本次实验。
设置元件：电阻为400欧姆，电容为1μF，电感为2mH，有效值为9V。
首先，我们将参数以及电路连接设置好，之后，打开RLC振荡器，电源供应打开，将变量置于正确的位置，用示波器设置施放的频率。
3、开始进行实验：用示波器查看正弦波的波形，比较和测量一些参数，如相位角、有效值、频率等，以确定振荡方式、频率，以及振荡的稳定性和精度，并记录相关信息。
4、最后，在Oscilloscope Master上分析捕获的数据，检查振荡信号的波形和频率，并调整参数，以实现理想的振荡响应。
三、实验结论本实验使用Oscilloscope Master，利用RLC振荡器仿真RMS系统激励源的波形。
实验步骤是：复核参数，以保证振荡器的准确性；然后，就是激励正弦波，观察波形和频率，在Oscilloscope Master上收集和分析数据；最后，根据收集的结果调整参数，以实现理想的振荡响应。
实验的结果可以用于机械装备的生产和维修。
项目实训7LC正弦波振荡器
广西机电职业技术学院电气系
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模
拟
电
子
技
术
4. 测量振荡频率
调节R 使电路正常起振， 调节RW，使电路正常起振，用函数信号发生 器内测频率法测量以下两种情况下的振荡频率f0，记 器内测频率法测量以下两种情况下的振荡频率f 入表中。 入表中。 （1） 谐振回路电容 C＝1000pF。 1000pF。 100pF。 （2） 谐振回路电容 C＝100pF。
C（pF） f0
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1000
100
模
拟
电
子
技
术
六、报告 1．认真记录实验数据及波形，按要求填入表格。 认真记录实验数据及波形，按要求填入表格。 2．总结LC正弦波振荡器的起振条件。 总结LC正弦波振荡器的起振条件。 LC正弦波振荡器的起振条件 七、思考题（写在报告中） 思考题（写在报告中） 首尾调换后，电路停振的原因是什么？ 1．当L2首尾调换后，电路停振的原因是什么？ 2.一般振荡电路是由哪几部分电路组成？ 2.一般振荡电路是由哪几部分电路组成？ 一般振荡电路是由哪几部分电路组成
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模
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电
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技
术
三、电路
+12V
RW
JP?
100K
L2
4 3 2 1 0
L1
L3
示波示
5.6K
0.01uf 220uf —330uf
1K
END
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模
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电
子
技
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四、原理
LC正弦波振荡器是用 ，C元件组成选频网络的振 正弦波振荡器是用L， 元件组成选频网络的振 正弦波振荡器是用 荡器LC正弦波振荡器又可分为变压器反馈式 或称互感 荡器 正弦波振荡器又可分为变压器反馈式(或称互感 正弦波振荡器又可分为变压器反馈式 耦合式)、电感三点式和电容三点式 种 耦合式 、电感三点式和电容三点式3种。如图为变压器 反馈式LC正弦波振荡器的实验电路，其中， 反馈式 正弦波振荡器的实验电路，其中，晶体三极 正弦波振荡器的实验电路 T1组成共射放大电路 变压器Tr的原绕组 组成共射放大电路， 的原绕组L1(振荡线 管T1组成共射放大电路，变压器Tr的原绕组L1(振荡线 与电容C组成调谐回路 圈)与电容 组成调谐回路，它既作为放大器的负载，又 与电容 组成调谐回路，它既作为放大器的负载， 起选频作用，副绕组 为反馈线圈 为反馈线圈， 为输出线圈 为输出线圈。 起选频作用，副绕组L2为反馈线圈，L3为输出线圈。 该电路靠变压器原、副绕组同名端的正确连接 如图中 该电路靠变压器原、副绕组同名端的正确连接(如图中 所示)来满足自激振荡的相位条件，即满足正反馈条件。 所示 来满足自激振荡的相位条件，即满足正反馈条件。 来满足自激振荡的相位条件
LC正弦波振荡器实验
一、实验目的 1、掌握LC三端式振荡电路的基本原理，振荡电路的设计及电路 参数的计算。 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（电源电压、回路品质因数Q与环境温度）变 化对振荡器频率稳定度的影响。 4、比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度，加深对晶体振荡 器频率稳定度高的理解。
实验三 LC正弦波振荡器
3、振荡器的频率稳定度
osc o 1 2Q L
2
osc
o
tg e Q L
e 2 Q e cos
2
e
实验三 LC正弦波振荡器
三、实验电路和实验仪器
考 毕 兹 振 荡 电 路 ： fo 1 2 LC
（ B ＝
C1 C 1＋ C 2
实验三 LC正弦波振荡器
当改变RW时，电路的工作点改 变从而使振幅产生变化。当晶 体串联谐振时，等效为短路元 件，电路符合三点式组成法则， 为电容三点式电路。而当偏离 串联谐振频率时，晶体阻抗迅 速增大，电路不能振荡。因此， 该电路的振荡频率主要取决于 晶体的串联谐振频率。为了减 小L1、C3、C4、CT回路对频稳 度的影响，一般都将其调谐在 晶体的串联谐振频率上，CT起 微调的作用。
BE 0 B0 E0
实验三 LC正弦波振荡器
3、测试当C、 不同时，起振点振幅与工作电流IEQ的关系 （R＝110k ）
实验三 LC正弦波振荡器
3、测试当C不同时，起振点振幅与工作电流IEQ的关系 （R＝110k ）
实验三 LC正弦波振荡器
4、回路的Q值、改变晶体管的静态电流值，对振荡频率的影响 实验条件： 1 0 0 p F , C C 1 0 0 1 2 0 0 、 I 3 m A 时。改变L两端的并 C 联电阻R，使其分别为 ，分别记录电路的振荡频率，并填入表 3-3。（注意：频率计后几位跳动变化的情况）
LC正弦波振荡器报告
LC 正弦波振荡（虚拟实验）04008307 郭佩1、 电容三点式（1）121100,400,10C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（2）121100,400,5C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（3）121100,1,5C nF C F L mH μ===示波器频谱仪数据表格：实验数据与理论值间的差异分析：由表格数据可见，，增益测量值比理论值(A=C2/C1)大。
因为在仿真中，AF>1，因而测量得到的增益系数稍大一些；另一方面谐振频率测量值比理论值小，由于仿真软件的精度问题读数时会造成一定的误差，而且理论谐振频率的计算公式没有考虑寄生电容和电感，是一个近似计算，这进一步带来了误差。
2、 电感三点式（1）1225,100,200L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（2）1225,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（3）1222,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪数据表格：实验数据与理论值间的差异分析：由表格数据可见，，增益测量值比理论值(A=C2/C1)大。
因为在仿真中，AF>1，因而测量得到的增益系数稍大一些；另一方面谐振频率测量值比理论值小，由于仿真软件的精度问题读数时会造成一定的误差，而且理论谐振频率的计算公式没有考虑寄生电容和电感，是一个近似计算，这进一步带来了误差。
思考和分析答：（1）L1的改变将影响电路的谐振频率。
在C1、C2相等的情况下，L1越小，频率越高。
(2)在C1项等的情况下，C2越大，放大倍数越大。
在C1、L1相等的情况下，C2越大，谐振频率越低。
(3)相位差为180，不满足正反馈要求。
答：（1）C2的改变将影响电路的谐振频率。
在L1、L2相等的情况下，C2越小，频率越高。
(2)在L2项等的情况下，L1越大，放大倍数越大。
在L2、C2相等的情况下，L1越大，谐振频率越低。
LC正弦波振荡器仿真实验
LC正弦波振荡器仿真实验【实验目的】（1）观察LC振荡器的产生和稳定过程，并检验谐振时环路增益AF=1.（2）观察电容和电感三点式振荡器的谐振频率。
（3）研究影响震荡频率的主要因素。
（4）研究LC选频回路中电容或电感比值对维持振荡器所需的放大器电压增益的影响。
【实验内容】1.电容三点式震荡回路测量L1=10mH C2=400nfL1=5mH C2=400nfL1=5mH C2=1000nf实验数据与理论值间的差异分析：理论值:增益：分别算得三种情况下增益A应为4,4,10 测量值与理论值相差不大，分别为4.08，4.03,9.97基本可认为是读数误差了。
谐振频率:分别算得三种情况下谐振频率为5.6KHZ，8.0KHZ，7.5KHZ，实际测得谐振频率分别为5.63KHZ，8.071KHZ，7.184kHz，大致相等，其误差也可以认为是振荡器的输出的微小变化所引起。
相位差：理论上都应为放大器的输出电压UO与输入电压Ui反向，即,实际测得主要为167.7，170.9，174.9，频率的误差和读数误差，计算累计导致。
2.电感三点式振荡回路测量L1=5mH C1=200nFL1=5mH C1=100nFL1=2mH C1=100nF实验数据与理论值间的差异分析： 理论值: 增益： 12L A L =分别算得三种情况下增益A 应为50,50,20, 测量值与理论值相差不大，分别为50.2,50.0,20.0基本可认为是读数误差了。
谐振频率：0122f L L L M ==++忽略其互感系数，分别算得理论值应为5.033k ，7.047k ，10.983k,实际测得谐振频率分别为5.066k ，7.011k ，11.069k，大致相等，其误差也可以认为是振荡器的输出的微小变化所引起。
相位差：理论上都应为放大器的输出电压U O 与输入电压U i 反向，即0()180A ϕω=，实际测得为181.68,177.47,181.54，主要为频率的误差和读数误差，计算累计导致。
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LC正弦波振荡器仿真实验
1电容三点式
(1) (C1 , C2, L1)=(100nF,400nF,10mH)
(2) (C1 , C2, L1)=(100nF,400nF,4mH)
Oscilloscope-XSCl
Time-ChanndjS.ChflnndJ
27.342 ms603.146frtV-5.577 V Reverse
T2 * +2X401 im-l-SH V4,297 V
T2-TI5a. 712 LB-Z«2¥9.374 V Xu Fi!-. hinnpf
IVne base Charnel 占Chamd E rnoger
Scale；SOusE :Scab： 11 V/Ofv5cate ；.2 V/Dw Ed^e-SE E |Ext
D Tpog.tDw): 0r piM i0D4v)： D Level:fl v1
B/A AC 'O|[K]• |K|[~Q~[bir|• Sngte Auto
Spectrum andllyzer-XSA1i
(C I ,C2,L I )
U o /V Ui/V
增益A
相位 差 谐振频率f o /KHz 测量值 理论值 测量值 理论值 (100 nF ,400nF,10mH) 9.246 2.281 4.053 4 1.063*
n
5.959 5.627 15.567ms
15.472ms (100 nF,400nF,4mH) 9.874 2.462 4.010 4 1.042*
n
8.851 8.897 27.401ms 27.342ms (100 nF,900nF,4mH)
10.302 1.143 9.013
9
1.032*
n
8.025
8.388
14.575ms
14.514ms
a.asi^-s
^.2H3 v <
Entef
d9
Ln
Span: IM kHz Rai^e: 2
|
Start: 1 kH?
Ref! D
dB
Genter: 51
Resihjtion freq: &>d: 101
鴉
1
Itflz
LOW kHz
StarE Sbqp Reverse Sh (MM redder. Set...
Span oaitrol
Set span
壬⑴ 翼即
Fili qpan
Frequmv
Antpilu^
Inpul « Tr 沟ger
(3) (C1 , C2, L1)=(100nF,900nF,4mH)
结果分析：
增益A=C 2/C 1,测量值与理论值之间相对误差均低于 1.5%，可能是读数引起的偶然误
差所致；由于是反相放大器，相位差理论值为 n ，测量值与理论值接近，但都稍大于 n ，可
能是读数或计算误差引起的；谐振频率测量值与理论值相对误差在 5%左右，可能是振荡器
输出时的微小变化导致的。
2、电感三点式
（1）（L1，L2，C2）=（5mH,,100uH,20OnF ）
Spectrum anal^zer^XSAI
(2)(L1，L2，C2)=(5mH,,100uH,9OnF)
Bn Her
Span: 1DQ 时
Hjirge:| 1
| 丫跡
SUL 1 ktlf Reft 0 efi
Center ： 51 krlz RnohjCEn freq: End ： ]0l
kHz
1
kHtz
1.000 kHz
Start Step fle verse Show re fiefSet...
[nput «
5.
* 屮
Spanonlrol
Set span
Spectrum anallyzer«XSA1i
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Enter
Span: 1£H} 旺
5i*-h 1 krt!
Center: 51 如
End:曲］肝勺
Amptlude
dB dBwi I tin
RjigejDlS |»|| Vffw
Ref：Q ®
RfiHuHon freq:
1 I(H E
L DOO Hz
h»w refer. Set...
Input «Tri^^er (3) (L1 , L2 , C2)=(3mH,,100uH,9OnF)
StarE Stop Rtverse
3.0% ¥卡
数据表格：
增益A=L I/L2,测量值与理论值之间相对误差均低于0.65%，可能是读数引起的偶然误
差所致；由于是反相放大器，相位差理论值为n，测量值与理论值十分接近，可能是读数误差引起的；谐振频率测量值与理论值相对误差均低于3%，可能是振荡器输出时的微小变化
导致的。
3、思考题：
(1)根据电容三点式振荡电路的测量数据表格，回答：
①电感值L I改变对谐振频率有何影响？
答：L i减小，谐振频率增大。
②电容值C2改变对放大器的电压增益和振荡频率有何影响？
答：C2增大，电压增益增大，振荡频率减小。
③放大器输入/输出端信号的相位差为多少？是否满足正反馈要求？答：相位差为n。
而5、U o存
在n的相位差，所以满足正反馈要求。
(2)根据电感三点式振荡电路的测量数据表格，回答：
①电容值C2改变对谐振频率有何影响？
答：C2减小，谐振频率增大。
②电感值L I改变对放大器的电压增益和振荡频率有何影响？
答：L1减小，电压增益减小，振荡频率增大。
③放大器输入/输出端信号的相位差为多少？是否满足正反馈要求？答：相位差为n。
而5、U o存
在n的相位差，所以满足正反馈要求。
(3 )影响电容、电感三点式振荡频率的主要因素是什么？
答：主要因素是三点式回路的电感电容值。