正弦波振荡电路实验

4.2.4　LC正弦波振荡电路实验

1）实验目的

（1）学习用LC并联谐振电路设计正弦波振荡器的方法。

（2）掌握测量正弦波的幅度、频率的方法。

2）实验原理

LC正弦波振荡电路主要用于产生大于1MHz的高频信号。LC正弦波振荡电路的类型有变压器反馈式、电容三点式和电感三点式三种。电容三点式LC正弦波振荡电路的原理图如图4.2.9所示。图中C₀、C₁和L组成LC网络，具有选频和反馈两个作用，振荡频率也由它们来确定。

图4.2.9　LC正弦波振荡电路的原理图

LC正弦波振荡电路输出信号的振荡频率为:

3）实验器材

（1）三极管（2N2222A）:1个；

（2）电阻:2个；

（3）可调电阻:30kΩ1个；

（4）电容:3个；

（5）可调电容:400pF 1个；

（6）电感:100mH 1个；

（7）可调电感:400mH 1个；

（8）直流电压源

（9）测试仪器仪表:示波器1台；电流表1只；电压表3只。

4）实验内容及步骤

（1）按图4.2.9所示原理图创建电路，图中表V₂、V₃属性中的Value/Mode设置为AC；表A、V₁属性中的Value/Mode设置为DC，并将电路文件命名、存盘。

（2）接通电源，待波形稳定，用示波器观察输出波形。LC振荡器输出信号频率的理论值为f₀＝__________。测量值为f₀＝__________。用电压表V₂、V₃测量电路的输入和输出信号U_i＝___________VU，_o＝_________V，振荡器的电压放大倍数A_u＝U_o/U_i＝__________。

（3）调节C₀的大小，用示波器测量输出信号频率的大小，用表V₂和V₃分别测量输入和输出信号的电压，将测量和计算结果填入表4.2.7中。

表4.2.7　数据记录表7

（4）调节L的大小，用示波器测量输出信号的频率，用表V₂和V₃分别测量输入和输出信号电压的大小，并将测量和计算结果填入表4.2.8。

表4.2.8　数据记录表8

（5）设计一电容三点式LC正弦波振荡电路的元件的参数，使其输出正弦信号的幅值为4V，频率约为20MHz。测试验证电路的正确性，将最后的测量电路存盘、保存。

5）实验报告要求

（1）分析电路工作原理。

（2）整理各项理论和实验数据，分析实验结果，得出结论，并画出相关的曲线图。

（3）将根据步骤（5）要求设计电路的测试数据与理论值比较，验证电路的正确性。如存在问题，提出相应的改进措施。

（4）回答思考题。

6）思考题

（1）电路中的表A和V₁用于观察放大电路的静态工作点，若静态工作点不合适应如何调整？

（2）比较表4.2.7中测量结果，说明C₀对振荡电路的振荡频率和电压放大倍数的影响。

（3）比较表4.2.8中测量结果，说明L的作用。

（4）LC振荡电路的振荡频率主要由哪些因素决定？