LC与晶体振荡器

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LC振荡原理

LC振荡原理能自动输出不同频率、不同波形的交流信号，使电源的直流电能转换成交流电能的电子线路称为自激振荡电路或振荡器。

这种电路在通信、广播、自动控制等领域内有着广泛的用途。

根据振荡器产生的波形不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器，而正弦波振荡器根据电路的组成，又分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器。

下面我们主要讲LC振荡原理。

在分析振荡电路之前，我们先来看下面这个简单的电路如图，当开关K合至左边时，电容器被充电，其电压很快就达到电源电压6V，这时把开关合至右边，电容便会通过电感线圈L构成放电回路。

电容在放电过程中将其储存的电场能变成电感线圈的磁场能，然后，电感线圈又向电容器C充电，把磁场能转换为电场能，周而复始，这个过程就称为自由振荡，如果回路中没有损耗，自由振荡将永远继续下去。

但是实际上是存在损耗的，在每一次充放电过程中都使一部分电能转换成热能消耗掉，电容上的电压每经一次振荡，都将减小，最后停振。

这种减幅振荡就叫做阻尼振荡，其波形如下图。

假设在自由振荡过程中，当电容电压上升到最大值的瞬间迅速的将开关推向左边，通过电源对电容充电使电容电压恢复到最大值，再将开关推回来，则电路产生的第二次振荡度就和第一次一样了。

若对每一次振荡都这么干，就能得到等幅振荡的正弦波，其波形如下。

这就是正弦波振荡器的简单工作原理。

这种等幅正弦波振荡的频率称为LC回路的固有频率，记作f0, 其公式为：fo=1/(2π根号LC)（打不出来根号）。

上图是一个简单的电感式反馈振荡电路，其原理如下：当电路接通电源的一瞬间，振荡器的晶体管立即产生基极电流和集电极电流的扰动，这个扰动信号包含着丰富的交流谐波，作为初始信号进入放大器中，经LC并联回路固有频率选出频率为f0的信号，它一方面由输出端送至负载电阻RL，另一方面经过线圈反馈至三极管放大器的基极，根据瞬时极性法得知，线圈L上产生下负上正的电压，在其次级上端则产生上正下负的信号反馈至基极，这个反馈就是正反馈，正反馈信号加上初始信号，经过放大，选频，正反馈，再放大，周而复始的过程，振荡就由弱到强的建立起来了。

3、高频实验思考题

高频实验实验一小信号调谐放大器90139013R71kR24.7kR18.2kC1470p R320kR 610kTC1R5510ΩR4100ΩC50.01C30.01C40.01R104.7ΩR820KR121KC80.01W110KR111KTC2220pR13510ΩC100.01C60.01R9100ΩC110.01C12470pR141kC70.01Ui＋－AC20.01K1BC12VUo＋－T1T2小信号调谐放大电路原理图1．如何判断并联谐振回路处于谐振状态？答：判断方法有两种：1、用高频毫伏表观测Uo ，当Uo 得最大值时，并联谐振回路处于谐振状态；2、用示波器监测Uo ，当波形最大不失真时，并联谐振回路处于谐振状态。

2．引起放大器自激的主要因素有哪些？答：主要因素：负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。

3．小信号谐振放大器的增益A U 与输入信号U i 的大小有无关系？如何提高谐振放放大器的稳定电压增益？答：与Ui 大小无关。

因为A Uo =-p1p2y fe /g= -p1p2y fe /(P 12g oe +(P 22g ie +g)，要提高稳定电压增益，应增大P1、P2减小g oe 、 g ie 、g 应增大C 。

4、为什么说提高电压放大倍数A VO 时，通频带BW 会减小？可采取哪些措施提高放大倍数Avo ？实验结果如何？答：因为TfeU G Y P P A 21=，要提高A V ，则可适当增加接入系数，但因为接入系数过大导致GT 增加，由TG f BW 07.0=可知，GT 增大，BW0.7减小，即带宽BW 减小。

5、在调谐谐振回路时，对放大器的输入信号有何要求？如果输入信号过大会出现什么现象？答：由TfeU G Y P P A 21=知A V 与输入信号大小无关。

但由于UO 的增大将可能超出小信号放大器的线形动态范围。

引起信号失真，也会通过外部寄生耦合导致放大器工作不稳定。

LC实验报告

实验一 LC 与晶体振荡器实验报告一、实验目的1、了解三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及工作原理。

2、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。

3、测量振荡器的反馈系数等参数。

4、比较LC 与晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验原理三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。

1、起振条件1）相位平衡条件：Xce 和Xbe 必需为同性质的电抗，Xcb 必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系：2）幅度起振条件：LCX X X X Xc oC L cebe 1 |||| )(=-=+-=ω，即'ie 1*()AuL m oe q Fu q qq >++式中：qm ——晶体管的跨导， FU ——反馈系数， AU ——放大器的增益，qie ——晶体管的输入电导， qoe ——晶体管的输出电导， q'L ——晶体管的等效负载电导， FU 一般在0.1~0.5之间取值。

2、电容三点式振荡器1）电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容Ci 和输出电容Co 对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。

2）串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器电路如图1-3所示，其特点是在L 支路中串入一个可调的小电容C3，并加大C1和C2的容量，振荡频率主要由 C3和L 决定。

C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了Ci 和Co 对频率稳定度的影响，且使频率可调。

L1L13）并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，调节C4可改变振荡频率。

西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。

本实验箱所提供的LC 振荡器就是西勒振荡器。

《通信电子线路》实验指导书

《通信电⼦线路》实验指导书实验⼀、⾼频⼩信号放⼤器实验⼀、实验⽬的1、了解谐振回路的幅频特性分析——通频带与选择性。

2、了解信号源内阻及负载对谐振回路的影响，并掌握频带的展宽。

3、掌握放⼤器的动态范围及其测试⽅法。

⼆、主要实验仪器与设备1、⾼频电⼦线路综合实验箱（TKGP系列）；2、扫频仪；3、⾼频信号发⽣器；4、双踪⽰波器。

三、实验原理1、⼩信号调谐放⼤器基本原理⾼频⼩信号放⼤器电路是构成⽆线电设备的主要电路，它的作⽤是⼤信道中的⾼频⼩信号。

为使放⼤信号不失真，放⼤器必须⼯作在线性范围内，例如⽆线电接收机中的⾼放电路，都是典型的⾼频窄带⼩信号放⼤电路。

窄带放⼤电路中,被放⼤信号的频带宽度⼩于或远⼩于它的中⼼频率。

如在调幅接收机的中放电路中，带宽为9KHz，中⼼频率为465KHz，相对带宽Δf/f0约为百分之⼏。

因此，⾼频⼩信号放⼤电路的基本类型是选频放⼤电路，选频放⼤电路以选频器作为线性放⼤器的负载，或作为放⼤器与负载之间的匹配器。

它主要由放⼤器与选频回路两部分构成。

⽤于放⼤的有源器件可以是半导体三极管，也可以是场效应管，电⼦管或者是集成运算放⼤器。

⽤于调谐的选频器件可以是LC谐振回路，也可以是晶体滤波器，陶瓷滤波器，LC集中滤波器，声表⾯波滤波器等。

本实验⽤三极管作为放⼤器件，LC 谐振回路作为选频器。

在分析时，主要⽤如下参数衡量电路的技术指标：中⼼频率、增益、噪声系数、灵敏度、通频带与选择性。

单调谐放⼤电路⼀般采⽤LC回路作为选频器的放⼤电路，它只有⼀个LC回路，调谐在⼀个频率上，并通过变压器耦合输出，图1-1为该电路原理图。

1f中⼼频率为f0+带宽为Δf=f2-f1图1-1、单调谐放⼤电路为了改善调谐电路的频率特性，通常采⽤双调谐放⼤电路，其电路如图1-2所⽰。

双调谐放⼤电路是由两个彼此耦合的单调谐放⼤回路所组成。

它们的谐振频率应调在同⼀个中⼼频率上。

两种常见的耦合回路是：1）两个单调谐回路通过互感M耦合，如图1-2（a）所⽰，称为互感耦合双调谐振回路；2）两个单调谐回路通过电容耦合，如图1-2（b）所⽰，称为电容耦合双调谐回路。

lc三点式电容反馈振荡器实验报告

lc三点式电容反馈振荡器实验报告实验目的：本实验旨在通过搭建LC三点式电容反馈振荡器电路，探究其工作原理，分析振荡频率与电路参数的关系，并通过实验结果验证理论计算。

实验原理：LC三点式电容反馈振荡器是一种常见的振荡电路，由三个主要元件组成：电感(L)、电容(C)和晶体管(T)。

该电路的振荡频率由电感和电容的数值决定，晶体管则起到放大和反馈作用。

实验材料：1. 电感：选择合适的电感，其数值应符合所需的振荡频率范围。

2. 电容：根据实验要求选择合适的电容，注意电容的极性。

3. 晶体管：常用的晶体管有NPN型和PNP型，根据实验要求选择合适的型号。

4. 电源：提供所需的电压，保证电路正常工作。

实验步骤：1. 按照电路图搭建LC三点式电容反馈振荡器电路，注意连接的准确性和稳定性。

2. 将电源接入电路，调整电源电压至合适的数值。

3. 使用示波器测量电路的输出信号，记录振荡频率。

4. 调整电容或电感的数值，观察振荡频率的变化。

5. 根据实验结果，分析振荡频率与电路参数的关系。

实验结果与分析：通过实验测量，我们得到了不同电容和电感数值下的振荡频率。

根据实验结果，我们可以发现振荡频率与电容和电感的数值成反比关系。

当电容或电感的数值增大时，振荡频率会减小；反之，当电容或电感的数值减小时，振荡频率会增大。

这是因为在LC三点式电容反馈振荡器中，电容和电感构成了一个谐振回路。

当电路中的电容和电感数值合适时，谐振回路会形成共振，从而产生振荡。

而振荡频率与电容和电感的数值有密切关系，数值越大，振荡频率越低，数值越小，振荡频率越高。

此外，晶体管也起到了重要的作用。

晶体管在电路中起到放大和反馈的作用，使得振荡信号得以维持和放大。

晶体管的选择和使用也会对振荡频率产生一定的影响。

实验结论：通过本次实验，我们对LC三点式电容反馈振荡器的工作原理有了更深入的了解。

实验结果验证了振荡频率与电容和电感的数值成反比关系的理论计算。

同时，我们也认识到晶体管在振荡电路中的重要性。

LC晶体振荡器的设计解析

通信电子线路课程设计题目：LC晶体振荡器设计姓名：上官小红学号：2012050050087院别：物理与机电工程学院专业：电子信息工程专业年级班级：2012 级1班指导教师：张鸿辉讲师2014年6月13日目录一、概述二、技术指标三、系统框图四、电路分析五、电路工作原理及设计说明六、总电路图设计七、设计总结及心得体会八、参考文献一、概述在电子线路中，除了要有对各种电信号进行放大的电子线路外，还需要有能在没有激励信号的情况下产生周期信号的电子电路，这种在无需外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量的电子电路称为振荡器。

LC振荡电路就是用电感L和电容C组成的一个选频网络的振荡电路，这个振荡电路用来产生一种高频正弦波信号。

常见的LC振荡电路有好多种，比如变压器反馈式、电感三点式及电容三点式，它们的选频网络一般都采用LC并联谐振回路。

这种振荡电路的辐射功率跟振荡频率的四次方成正比，如果要想让这种电路向外辐射足够大的电磁波的话，就必须提高其振荡频率，而且还必须是电路具备开放的形式。

LC振荡电路之所以有振荡，是因为该电路通过运用电容跟电感的储能特性，使得电磁这两种能量在交替转化，简而言之，由于电能和磁能都有最大和最小值，所以才有了振荡。

当然，这只是一个理想情况，现实中，所有的电子元件都有一些损耗，能量在电容和电感之间转化是会被损耗或者泄露到外部，导致能量不断减小。

所以LC振荡电路必须要有放大元件，这个放大元件可以是三极管，也可以是集成运放或者其他的东西。

有了这个放大元件，这个不断被消耗的振荡信号就会被反馈放大，从而我们会得到一个幅值跟频率都比较稳定的信号二、技术指标主要元件参数振荡频率：ƒ。

=12MHz 振荡波形：正弦波电源电压：+12V 频率稳定度：hf f /10/60max -≤∆高频管型号：3DG6C三、系统框图若振荡器中要维持等幅的自激振荡，基本放大器输入端的反馈信号必须和原输人信号幅度必须相等，同时相位也应相同。

LC三点式振荡器和石英晶体振荡器

3、反馈深度不同时对振荡器的影响、
测试条件：测试条件：CT=100pF，， C、C’分别为下列三组数据：、分别为下列
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 1后调静态值，即断开C 调节电位器 IEQ，调好后再接上 1），分别为，0.8，2.0，3.0，调好后再接上C ），分别为分别为0.5，，，， 4.0所标各值，用示波器分别测出各个振荡幅度（峰峰所标各值，所标各值用示波器分别测出各个振荡幅度（值）。
二、实验原理及电路说明
1、实验原理实验原理
LC三点式振荡器的基本构成是放大器加振放大器加LC振放大器加荡回路，反馈电压取自振荡回路中某个元件，荡回路三点式振荡器的一般组成原则一般组成原则是：一般组成原则凡是与晶体管发射极相连的两个回路元件，其电抗性质必须相同，而不与晶体管发射极相连的两个回路元件，其电抗性质应相反。
LC三点式振荡器和石英晶体振荡器三点式振荡器和石英晶体振荡器一、实验目的
1. 了解LC三点式振荡电路的基本原理； 2. 掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响； 3. 了解反馈系数不同时，静态工作电流IEQ 对振荡器起振及振幅起振及振幅的影响。起振及振幅 4.熟悉石英晶体振荡器的工作原理及特点。 5.了解和掌握串联型晶体振荡电路的构成方法
4、回路Q值和IEQ对频率稳定度的影响、
值变化时，（1）Q值变化时，对振荡频率稳定度的影）值变化时响
测试条件：测试条件：，IEQ=2mA，CT=100pF，，，分别改变R值使其值分别为1K 、10K 、分别改变值，使其值分别为 110K ，记录电路的振荡频率，注意观察频记录电路的振荡频率，率显示后几位数的跳动情况

实验2 正弦波振荡器(LC振荡器和晶体振荡器)

实验2 正弦波振荡器（LC振荡器和晶体振荡器）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；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．实验内容1.用示波器观察LC振荡器和晶体振荡器输出波形，测量振荡器输出电压峰-峰值，并以频率计测量振荡频率；2.测量LC振荡器的幅频特性；3.测量电源电压变化对振荡器的影响；4.观察并测量静态工作点变化对晶体振荡器工作的影响。

三．实验步骤1.实验准备插装好LC振荡器和晶体振荡器模块，接通实验箱电源，按下模块上电源开关，此时模块上电源指示灯点亮。

2.LC 振荡实验（为防止晶体振荡器对LC振荡器的影响，应使晶振停振，即将3W03顺时针调到底。

）（1）西勒振荡电路幅频特性的测量3K01拨至LC振荡器，示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3P02。

调整电位器3W02，使输出最大。

开关3K05拨至“P”，此时振荡电路为西勒电路。

四位拨动开关3SW01分别控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入电路，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。

例如开关“1”、“2”往上拨，其接入电路的电容为10P+50P=60P。

按照表2-1电容的变化测出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰-峰值V P-P），并将测量结果记于表中。

表2-1根据所测数据，分析振荡频率与电容变化有何关系，输出幅度与振荡频率有何关系，并画出振荡频率与输出幅度的关系曲线。

注：如果在开关转换过程中使振荡器停振无输出，可调整3W01，使之恢复振荡。

（2）克拉泼振荡电路幅频特性的测量将开关3K05拨至“S”，振荡电路转换为克拉泼电路。

按照上述（1）的方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表2-1中。

高频实验2：LC与晶体振荡器

实验二：LC与晶体振荡器一．实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。

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。

3．熟悉静态工作点I EQ对振荡器振荡幅度和频率的影响。

4．熟悉LC谐振回路的电容变化对振荡器振荡频率的影响。

二．实验预习要求1．做本实验时应具备的知识点：∙三点式LC振荡器∙克拉泼电路∙静态工作点值对振荡器工作的影响2．做本实验时所用到的仪器：∙ LC与晶体振荡模块实验板∙双踪示波器∙频率计∙万用表三．实验电路原理1．概述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。

2．LC振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振、平衡条件和相位平衡条件。

3．C振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间、或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：Δf０／f０来表示（f０为所选择的测试频率；Δf０为振荡频率的频率误差，Δf０＝f０２－f０１；f０２和f０１为不同时刻的f０），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。

由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。

实验二 LC与晶体振荡器

实验二LC与晶体振荡器一、实验目的1. 初步认识实际的硬件振荡电路的组成，尤其要重视实际电路比原理性电路，多添加的辅助性元件的作用，以培养良好的识图习惯，增强识图能力。

2. 掌握交流等效电路的绘制方法。

3. 对振荡电路的静态工作点、反馈系数对振荡的建立、输出波形等振荡特性的影响进行观测。

目的在于为设计振荡电路时，如何正确选择静态工作点和反馈系数，提供依据和方法。

4. 比较LC与晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验原理1. 并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器本实验以在短波、超短波通信机，电视接收机等高频设备中得到非常广泛应用的西勒振荡器（即并联改进型电容反馈三点式振荡器）为例，其原理电路如图2-1所示。

西勒振荡器是在串联改进型电容反馈三点式振荡电路（克拉泼振荡器）的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，且C4>C3，振荡频率主要由L1和C4决定，调节C4可改变振荡频率。

西勒电路的优点是进一步提高振荡频率的稳定性，振荡频率可以做得较高，2. 交流等效电路分析交流等效电路分析法，是把电路的交流系统从电路中分离出来，进行单独分析的一种方法，因此其关键在于正确地绘制交流等效电路。

下面给出绘制交流等效电路的一般原则：（1）直流电源看作短路（2）交流旁路电容看作短路（3）隔直耦合电容看作短路（4）为简化交流等效图，一些技术性元件可以删除，而原理性元件则不能随便删除和变更位置。

从电路中各元件对信号的放大、处理有无直接关系来分，可以分为技术性元件与原理性元件两类。

原理性元件指那些与信号的放大、处理有直接关系的元件。

技术性元件指辅助电路完成原理性工作，以及为了使电路达到某些技术指标而加入的，但并不影响电路的基本工作的元件。

判别的方法是看该元件是不是电路基本功能(如放大或振荡功能)必不可少的，如果将它去掉后，电路仍具有基本功能，说明该元件是技术性元件。

否则，该元件是原理性元件。

判别时应考虑电路所处理的信号频率和元件在电路中的位置。

高频LC三点式晶体与压控振荡振荡器

三、实验电路与说明
实验电路采用的是串联（克拉伯）/并联（西勒）改进三点电容反馈与晶体振荡电路，当拨码开关SW3拨置“左”“中”或“右”端时，可分别构成串联/并联改进三点电容反馈与并联型石英晶体振荡器。为了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，采用了射随器作为隔离级，其电路的电原理图如图所示。图中，拨码开关SW1为验证反馈系数，SW3为LC震荡器与晶体振荡器转换选择，SW2为验证负载（即回路Q值）变化对振荡器的影响，跳线开关K为振荡器输出信号经由或不经由射随器隔离输出转换。
在实验过程中，通过调测振荡电路，掌握LC三点式、晶体振荡与压控振荡
器电路的各项技术指标的测试技能。
二、实验内容
1、三端式与晶体高频振荡器电路结构与特点的研究。 2、电容三点式LC振荡器静态工作点的调整与测量。 3、测定三端式与晶体振荡器的振荡频率与振荡幅度. 4、研究反馈系数不同时,起振点、振幅与工作电流的关系. 5、研究负载电阻不同时,振荡器振幅与频率的关系。 6、压控振荡器的压控特性测量。
二、实验思考题：
1：对于一个实际的振荡器，用万用电表检查它，能否判断它是否起振？ 2：为什么反馈系数要选取F=0.5-0.01,过大，过小有什么不好？
下次实验提示
《振幅调制与解调》
实验预习内容
幅度调制、同步检波、混频器、倍频器、鉴频器等基本概念。 MC1496 四象限模拟乘法器用模拟乘法器实现频率变换的电路。
按表所列数据，调节SW2，分别改变负载电阻。将测试结果记录于表中。
LC振荡器
RL（Ω ）
Sw2“全开路”∞ Sw2“1” 10kΩ SW2“2”2KΩ Sw2“4” 470Ω
f（MHz）
振荡幅度(mV)
波形

实验 LC电容反馈三点式振荡器

实验 LC 电容反馈三点式振荡器正弦波振荡器是指振荡波形为正弦波或接近正弦波的振荡器，它广泛应用于各类信号发生器中，如高频信号发生器、电视遥控器等。

产生正弦信号的振荡电路形式很多，但归纳起来，则主要有RC 、LC 和晶体振荡器三种形式。

本实验主要研究LC 电容反馈三点式振荡器。

一、实验目的1、理解LC 三点式振荡器的工作原理，掌握其振荡性能的测量方法。

2、理解振荡回路Q 值对频率稳定度的影响。

3、理解晶体管工作状态、反馈深度、负载变化对振荡幅度与波形的影响。

4、了解LC 电容反馈三点式振荡器的设计方法。

二、实验仪器1、高频实验箱 1台2、高频信号发生器 1台3、双踪高频示波器 1台4、扫频仪 1台5、万用表 1块6、LC 电容反馈三点式振荡器实验板 1块三、预习要求1、复习正弦波振荡器的工作原理及技术指标的计算方法。

2、分析实验电路，理解各元件的作用并计算相关技术指标。

四、实验原理三点式振荡器的交流等效电路如图4-1所示。

图中，ce X 、be X 、cb X 为谐振回路的三个电抗。

根据相位平衡条件可知，ce X 、be X 必须为同性电抗，cb X 与ce X 、be X 相比必须为异性电抗，且三者之间满足下列关系：)(be ce cb X X X +-= (4-1)这就是三点式振荡器相位平衡条件的判断准则。

在满足式(4-1)的前提下，若ce X 、be X 呈容性,呈感性，则振荡器为电容反馈三点式振荡器；若ce X 、be X 呈感性，cb X 呈容性，则为电感反馈三点式振荡器。

下面以“考毕兹”电容三点式振荡器为例分析其原理。

1、“考毕兹”电容三点式振荡器工作原理“考毕兹”电容三点式振荡器电路如图4-2所示，图中L 和C 1、C 2组成振荡回路，反馈电压取自电容C 2的两端，C b 和C c 为高频旁路电容，L c 为高频扼流圈，对直流可视为短路，对交流可视为开路。

显然，该振荡器的交流通路满足相位平衡条件。

高频振荡器实验-石英晶体振荡器

实
调整RW1电位器，使IC=2mA
验
调整时采用间接测量法。：即用直流电压表测量晶体管发射极对
数
地电压，并将测量结果记录于表中。
据
BG1
Re=1K
记
Vb
Ve
Vce
Ic计算值
录
四、实验应会技能
实验内容二：振荡器的频率与幅度调测
实验准备
SW1“右”（LC振荡） SW2“左”（RL=110K）
SW3“左”（C2=330Pf）
fo 1
2 LC
三、实验应知知识
6与.3考毕串兹联电型路相改进电容三端式振荡器(克拉泼电路)
比，电在路电组感成L如上图串示：
联特一点个是电在容考。毕但兹电路的基础上，
它用有一以电下容特C点3与：原电路中的电感L相 1可串、不。振影功荡响用频反主率馈要改系是变以增加回路总电数容。和减小管子与回路间的耦合来
三点式
三点电容（考毕兹）三点电感（哈特莱）
改进三点式
电容串联改进（克拉泼）电容并联改进（西勒）
串联型
皮尔斯
并联型
密勒
① 放大网络三、实验应知知识以有源器件为主体，起能量转换作用，将直流电源提供的能量，通过振荡系统转
换§成4固反定频馈率型的交正流能弦量波，即振构荡成驱器动的系统电。路构成与工作原理
－
•
Vo
正反馈网络
•
Vf
－
－
－
•
Vf
谐振放大＋器输出的信号电压经反馈网络产生回授电压uf，作为正回授反馈到基极。且uf>ui。经放大后再输出，再回授。
振荡器只要满足A*F>1，振荡器则周而复始形成对某单一频率信号放大—回授,且有uin>ui2>ui1.从而形成振荡过程，实现将直流能量转换成交流信号。

[精品]LC与晶体振荡器实验报告

[精品]LC与晶体振荡器实验报告1. 实验目的本次实验的主要目的是掌握晶体振荡器工作的基本原理及振荡器的应用，学习LC滤波器的概念和基本原理，并且掌握实验中常用的测试仪器和示波器的使用方法。

2. 实验原理2.1 晶体振荡器原理晶体振荡器的主要作用是产生稳定的高频信号。

其基本原理是利用晶体的特殊结构和性质，在电场的作用下引起晶体的机械振动，使晶体在某一频率上产生谐振。

当晶体处于谐振状态时，振荡回路中的谐振电路产生的电压将驱动振荡器的输出电路产生稳定高频信号。

2.2 LC滤波器原理LC滤波器是由电容器和电感器组成的，可以对电路中的电信号进行滤波和衰减。

一般分为高通滤波器和低通滤波器两种。

当在电路中串联一个电感表征的元件和一个电容表征的元件时，可以得到LC电路。

在LC电路中，当电容和电感阻抗相等时，电路处于共振状态。

在这种状态下，电路产生的衰减最小，是一个理想的振荡器。

3. 实验设备和器件本次实验所使用的设备和器件如下：2. 电脑3. 示波器4. 稳压电源6. 电阻、电容、电感4. 实验步骤1. 将晶体振荡器模块插入LC滤波器板上的插槽，将示波器连接在输出端口。

2. 将稳压电源的电源线插入电源插孔，并将稳压电源的输出端口插入晶体振荡器模块的电源端口。

3. 打开稳压电源，调节电压输出值以满足晶体振荡器的工作电压需求，并使用示波器检测晶体振荡器产生的高频信号。

2. 连接电源，切换到低通滤波器模式。

调节电源输出电压以适应电路中元件的电压需求。

3. 调整电阻的值以改变电路中的电阻值。

使用示波器检测电路中产生的信号。

4. 在低通模式下，串联一个电容电路，使用示波器检测电路中产生的信号。

5. 实验结果与分析通过实验，我们得到了晶体振荡器的输出示波图。

可以看出，晶体振荡器生成的信号频率稳定，波形清晰明显。

通过实验，我们得到了电路中低通滤波器和高通滤波器的效果图。

我们可以看到电路中的信号被过滤和衰减，得到了不同的输出效果。

石英晶体LC振荡电路

二、 RC正弦波振荡电路
3.振荡电路工作原理
在右图中，集成运放组成一个同相放大器，它的输出电压uo作为RC串并联网络的输入电压，而将RC串并联网络的输出电压作为放大器的输入电压，当f=f0时，RC串并联网络的相位移为零，放大器是同相放大器，电路的总相位移是零，满足相位平衡条件, 而对于其他频率的信号，RC串并联网络的相位移不为零，不满足相位平衡条件。由于RC串并联网络在 f=f0 时的传输系数F＝1/3，因此要求起振时，应使 Au > 3，即：

f
i

f
i

f
i
一、振荡电路
3.电路的组成及振荡的建立过程
组成：放大电路、选频网络、正反馈网络和稳幅环节
振荡的建立过程
一、振荡电路
4.判断电路能否产生振荡的分析方法
（1）检查电路是否满足四个组成部分；（2）检查放大电路是否正常工作；（3）将电路在放大器输入端断开，利用瞬时极性法判断电路是否满足相位平衡条件；
三、LC正弦波振荡电路
（三）三点式LC振荡电路
三点式LC振荡电路有电感三点式振荡电路、电容三点式振荡电路，仍然由 LC并联谐振电路构成选频网络，中间端的瞬时电位一定在首、尾端电位之间。如图所示。三点的相位关系是： A. 若中间点交流接地，则首端与尾端相位相反。 B. 若首端或尾端交流接地，则其他两端相位相同。
（4）分析是否满足振荡产生的幅度条件。一般略大于1。
AF

应
二、 RC正弦波振荡电路
1.电路组成选频网络和正反馈网络是RC串并联网络（由R2和C2并联后与R1和C1 串联组成）；放大电路由集成运放构成的同相比例放大电路组成；在实际应用中主要采用非线性元件作为放大电路的负反馈元件，以实现外稳幅。比如，R3可采用负温度系数的热敏元件。

LC 及石英晶体振荡器

实验报告课程名称通信电子线路实验名称 LC 及石英晶体振荡器实验类型综合（验证、综合、设计、创新）2013年11月29日星期五实验三 LC 及石英晶体振荡器一、实验目的1、掌握 LC 三点式振荡电路的基本工作原理及参数计算。

2、熟悉晶体振荡器基本工作原理及参数计算。

3、掌握静态工作点、反馈系数、振荡回路Q值等对振荡器起振条件、振荡幅度和振荡频率的影响。

4、验证晶体振荡器频率稳定度高的特点。

二、实验仪器1、示波器2、频率计3、万用表4、实验板 14、阐明为什么用石英谐振器作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定大大提高。

四、实验内容1、用万用表测量两类振荡器的静态工作点。

用示波器观察振荡器的停振、起振现象。

2、用示波器观察两类振荡器输出波形，测量振荡电压峰峰值，并以频率计测量振荡频率。

3、观察并测量静态工作点、耦合电容、反馈系数、负载（Q 值）变化对 LC 振荡器幅度和频率的影响。

4、观察并测量静态工作点、负载变化对晶体振荡器幅度和频率的影响。

五、基本原理及实验电路振荡器的种类很多，本实验主要研究 LC 三点式振荡器及晶体振荡器。

1、基本原理(1)LC 三点式振荡器图 3-1 是电容反馈式三点式振荡器的原理图，这里Cie 和Coe 分别为晶体管的输入和输出电容。

其放大网络的放大倍数为iR K R εβ=（3-1）其中，Ri 为晶体管输入电阻，R ε为折合到集电极和射极间的总谐振电阻。

220111s iF R R n R R ε=++ (3-2) 212C n C C '=''+ 12C F C '=' 11oe C C C '=+ 22ie C C C '=+ 这里，Rs 为晶体管输出电阻，Ro 为折合到集电极和射极间的谐振回路的谐振电阻，n 为回路接入系数，F 为反馈网络的反馈系数。

加入负载时，该式变为220111(//)s L iF R R n R R R ε=++ (3-3) 起振条件为 1iR KF F R εβ=> (3-4)20111()(//)i i S L s R R F F F R n R R R Fβ⇒>++≈+ 振荡频率可近似写成00''''''12121212''''12121211111()()S ioe ie oe ieC C C C C C R R C C C C LC L L LC C C C C C C C εωω=+≈===+++++++ (3-5)即，振荡频率比谐振回路的谐振频率略高一点，Rs 、Ri 越小，振荡频率偏高越明显。

lc振荡器知识

LC振荡器知识1.什么是振荡?振荡器必须具备什么条件才能振荡?答：如图1-28所示电路，开关S打到位置1时，电容C就被充电到电源电压，再将开关S从1切换到2的位置，使电容C与电感L并联起来，这时电容C 就向电感L放电。

在C刚放电时，由于电感中的电流不能突变，因此放电电流从零开始，逐渐增大，而电容C的端电压逐渐减小。

此时电容C中的电能逐渐变为电感 L中的磁能；当电容中的电荷放完，其端电压等于零时，这时电容不再放电，但由于电感中的电流不能突变，因此，电流并不会突然消失，而是按照原来的方向继续流动，电感L反过来向电容C充电，电容两端重新出现电荷，但此时电容两端的电压极性与原来电容两端电压极性相反。

在L向C反向充电的过程中，电感L的电流逐渐减小，电容C上的电压逐渐增大，使电感中的磁能又变成电容中的电能。

当电容的端电压达到最大值时，C又向L充电，其过程与前述相同，只是放电电流方向相反。

就这样电能和磁能反复地相互转换，我们把这种现象称为振荡。

振荡器实质是一种满足自激振荡条件的反馈放大器，它可以产生正弦波信号或非正弦波信号。

能产生正弦波信号的振荡器称为正弦波振荡器，其电路称为正弦波振荡电路。

正弦波振荡电路是一个满足自激振荡条件的正反馈放大电路，有时也称为反馈振荡电路。

正弦波振荡器产生持续振荡有两个条件，其一为振幅平衡条件 (∣AF│=AF=1)；其二为相位平衡条件(φa+φf=2nπ，n=0，1，2，……)。

这里设式中，φa为基本放大电路输出信号与输入信号之间的相位差；φf为反馈信号与输出信号之问的相位差。

2．正弦波振荡电路由哪几部分组成?各部分有什么作用?答：正弦波振荡电路由四部分组成，即放大电路、反馈网络、选频网络和稳幅环节。

(1)放大电路具有一定的电压放大倍数，其作用是对选择出来的某一频率的信号进行放大。

根据电路需要可采用单级放大电路或多级放大电路。

(2)反馈网络是反馈信号所经过的电路，其作用是将输出信号反馈到输入端，引入自激振荡所需的正反馈，一般反馈网络由线性元件R、L和C按需要组成。

LC振荡器

LC正弦波振荡器作频率可达到几百兆赫。

与发射极相连接的两个电抗元件同为电感时的三点式电路, 称为电感三点式电路, 也称为哈特莱电路。

二、电感三点式电路（又称哈特莱电路，Hartley ）图3.2.6（ａ）为电感三点式振荡器电路。

其中 21,L L 是回路电感, C 是回路电容, c C 和e C 是耦合电容,b C 是旁路电容, 3L 和4L 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。

振荡角频率LC 10=ω 其中 122L L L M M =++，为互感系数起振条件e L m ng g n g +>'1其中接入系数ML L ML N N n 22121312±++==LLR g'1'=ee r g 1=本电路反馈系数2122f L Mk n L L M +==+±二、电容三点式电路（又称考毕兹电路,Coplitts）图3.2.4（ａ）是电容三点式电路一种常见形式,（ｂ）是其高频等效电路。

图中1C，2C是回路电容, Ｌ是回路电感, b C和c C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。

由于电容三点式电路已满足反馈振荡器的相位条件, 只要再满足振幅起振条件就可以正常工作。

因为晶体管放大器的增益随输入信号振幅变化的特性与因为jB G V g V im f +=.'， .'.ff Vn V =所以环路增益)1(''...L C j g g ng jBG ng V V T e L mmif ωω-++=+==振荡角频率LC 10=ω 由此可求的振幅起振的条件为： 1''>+eL mg g ng 即：eL e L m ng g n g g n g +=+>'''1)(1其中e e b e e L L r r g R R g 11,1'0'=+==β 本电路的反馈系数112f C k n C C ==+ ，f k 的取值一般为 21~81。