正弦波振荡电路

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。

(2)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)掌握晶体振荡器与压控振荡器的基本工作原理。

二、实验仪器

(1)模块3 1块

(2)频率计模块 1块

(3)双踪示波器 1台

(4)万用表 1块

三、实验原理

1．三点式正弦波振荡器

图3－3－1是正弦波振荡器电路图。将开关S1拨为“01”，S2拨为“00”，由晶体管N1和C3、C10、C11、C4、CC1、L1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CC1可用来改变振荡频率。

图3－3－1 正弦波振荡器电路图(4．5MHz)

振荡器的频率约为4．5MHz(计算振荡频率可调范围)。

振荡电路反馈系数

2．LC压控振荡器(VCO)

将S2拨为“10”或“01”，S1拨为“01”，则变容二极管D1、D2并联在电感L1两端，就构成了LC压挖振荡器。当调节电位器W2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Cj，也就改变了振荡电路的等效电感，使振荡频率发生变化。

3．晶体压控振荡器

将开关S2拨为“10”或“01”，S1拨为“10”，就构成了晶体压控振荡器。

四、实验内容

1．熟悉实验电路板

根据图3－3－1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。

2．LC三点式振荡器

(1)将开关S1拨为“01”，S2拨为“01”，构成LC振荡器。

(2)静态工作点对起振和振荡幅度的影响

调节上偏置电位器W1，使N1发射极静态电流IE从小到大变化(IE=VER11，R11=1kΩ，将万用表红表笔接TP2，黑表笔接地测量直流电压VE)，并用示波器测量对应点TP4的振荡幅度VP－P，填于表3－3－1中，分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系。

表3－3－1 LC三点式振荡器数据记录表

分析思路: 静态电流ICQ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(ICQ过大)，管子电压增益AV会下降，一般ICQ取1～5m A为宜。

(3)测量振荡器输出频率范围

调节上偏置电位器W1，使N1发射极静态电位VE≈3V，将频率计接于P1处，改变CC1，观察输出频率的变化情况，记录最高频率和最低频率，填于表3－3－2中。

表3－3－2 测量振荡器输出频率范围数据记录表

3．两种压控振荡器

(1)将开关S1拨为“01”，S2拨为“01”，将电路连接成LC压控振荡器，频率计接于P1，直流电压表接于TP7。

(2)调节W2从低阻值、中阻值到高阻值位置(即从左→中间→右顺时针旋转)，分别将变容二极管的反向偏置电压、输出频率记于表3－3－3中。

(3)将开关S1拨为“10”，S2拨为“01”，将电路连接成晶体压控振荡器，重复步骤(2)，将测试结果填于表3－3－3中。

表3－3－3 两种压控振荡器数据记录表

五、实验报告要求

(1)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。

(2)计算实验电路的振荡频率f0，并与实测结果相比较。