LC与晶体振荡器实验

LC与晶体振荡器实验

一、实验目的

1）、了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。

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、波段复盖系数、频率稳定度等参数。

4）、比较LC与晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验预习要求

实验前，预习教材：“电子线路非线性部分”第3章：正弦波振荡器；“高频电子线路”第四章：正弦波振荡器的有关章节。

四、实验设备

TKGPZ-1型高频电子线路综合实验箱；双踪示波器；频率计；繁用表。

五、实验内容与步骤

开启实验箱，在实验板上找到与本次实验内容相关的单元电路，并对照实验原理图，认清各个元器件的位置与作用，特别是要学会如何使用“短路帽”来切换电路的结构形式。

作为第一次接触本实验箱，特对本次实验的具体线路作如下分析，如图1-6所示（见图1-6）。

电阻R101~R106为三极管BG101提供直流偏置工作点，电感L101既为集电极提供直流通路，又可防止交流输出对地短路，在电阻R105上可生成交、直流负反馈，以稳定交、直流工作点。用“短路帽”短接切换开关K101、K102、K103的1和2接点（以后简称“短接K xxx╳-╳”）便成为LC西勒振荡电路，改变C107可改变反馈系数，短接K101、K102、K1032-3，并去除电容C107后，便成为晶体振荡电路，电容C106起耦合作用，R111为阻尼电阻，

R101

R102

22K

图1-6 LC与晶体振荡器实验电原理图

用于降低晶体等效电感的Q值，以改善振荡波形。在调整LC振荡电路静态工作点时，应短接电感L102（即短接K104 2-3）。三极管BG102等组成射极跟随电路，提供低阻抗输出。本实验中LC振荡器的输出频率约为1.5MHz，晶体振荡器的输出频率为10MHz，调节电阻R110，可调节输出的幅度。

经过以上的分析后，可进入实验操作。接通交流电源，然后按下实验板上的+12V总电源开关K1和实验单元的电源开关K100，电源指示发光二极管D4和D101点亮。

（一）、调整和测量西勒振荡器的静态工作点，并比较振荡器射极直流

电压（U e、U eq）和直流电流（I e、I eq）：

1、组成LC西勒振荡器：短接K1011-

2、K1021-2、K103 1-2、K1041-2，并

在C107处插入1000p的电容器，这样就组成了与图1-4完全相同的LC西勒振荡器电路。用示波器(探头衰减10)在测试点TP102观测LC振荡器的输出波形，再用频率计测量其输出频率。

2、调整静态工作点：短接K104 2-3（即短接电感L102），使振荡器停振，

并测量三极管BG101的发射极电压U eq；然后调整电阻R101的值，使U eq=0.5V，并计算出电流I eq（=0.5V/1K=0.5mA）。

测量发射极电压和电流：短接K104 1-2，使西勒振荡器恢复工作，

测量BG102的发射极电压U e和I e。

调整振荡器的输出：改变电容C110和电阻R110值，使LC振荡器的

输出频率f0为1.5MHz，输出幅度V Lo为1.5V P-P。

（二）、观察反馈系数K fu对振荡电压的影响：

由原理可知反馈系数K fu=C106/C107。按下表改变电容C107的值，在TP102处测量振荡器的输出幅度V L（保持U eq=0.5V），记录相应的数据，并绘制V L=f（C）曲线。

（三）、测量振荡电压V L 与振荡频率f 之间的关系曲线，计算振荡器波段复盖系数f max / f min ：

选择测试点TP 102，改变C 110值，测量V L 随f 的变化规律，并找出振荡器的最高频率f max 和最低频率f min 。

（五）、比较两类振荡器的频率稳定度： 1、LC 振荡器

保持C 107=1000p ，U eq =0.5V ，f 0=1.5MHz 不变，分别测量f 1在TP 101处和f 2在TP 102处的频率，观察有何变化？

答：无明显变化。 2、晶体振荡器

短接K 101、K 102、K 1032-3，并去除电容C 107，再观测TP 102处的振荡波形，

记录幅度V L 和频率f 0之值。

f (MHZ)

V

幅度V L = 1.16 V 频率f 0= 10.01 Hz 。

然后将测试点移至TP 101处，测得频率f 1 = 9.98 Hz 。

根据以上的测量结果，试比较两种振荡器频率的稳定度△f/ f 0 ：

六、预习思考题

1、静态和动态直流工作点有何区别？如何测定？

2、本电路采用何种形式的反馈电路？反馈量的大小对电路有何影响？

3、试分析C 103、L 102对晶振电路的影响？

4、射极跟随电路有何特性？本电路为何采用此电路？

七、实验注意事项

1、本实验箱提供了本课程所有的实验项目，每次实验通常只做其中某一个

单元电路的实验，因此不要随意操作与本次实验无关的单元电路。

2、用“短路帽”换接电路时，动作要轻巧，更不能丢失“短路帽”，以 免影响后续实验的正常进行。

3、在打开的实验箱箱盖上不可堆放重物，以免损坏机箱的零部件。

4、实验完毕时必须按开启电源的逆顺序逐级切换相应的电源开关。

八、实验报告

1、整理实验数据，绘画出相应的曲线。

2、总结对两类振荡器的认识。

3、实验的体会与意见等。

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