實(shí)驗(yàn)二正弦波振蕩電路

實(shí)驗(yàn)二正弦波振蕩電路第一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.掌握三端式振蕩電路的基本原理，起振條件，振蕩電路設(shè)計(jì)及電路參數(shù)計(jì)算2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)掌握晶體管靜態(tài)工作點(diǎn)、反饋系數(shù)大小、負(fù)載變化對(duì)起振和振蕩幅度的影響3.研究外界條件（溫度、電源電壓、負(fù)載變化）對(duì)振蕩器頻率穩(wěn)定度的影響。4.比較LC振蕩器和晶體振蕩器的頻度穩(wěn)定性。第二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.熟悉振蕩器模塊各元件及其作用。2.進(jìn)行LC振蕩器波段工作研究。3.研究LC振蕩器和晶體振蕩器中靜態(tài)工作點(diǎn)，反饋系數(shù)以及負(fù)載對(duì)振蕩器的影響。4.測(cè)試、分析比較LC振蕩器與晶體振蕩的頻率穩(wěn)定度。第三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二基本原理反饋式振蕩器的工作原理LC正弦波振蕩器石英晶體振蕩器第四頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二反饋式振蕩器的工作原理1、組成與分類(1)組成(2)分類第五頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、平衡條件與起振條件（1）振蕩的建立過(guò)程反饋式振蕩器的工作原理當(dāng)接通電源時(shí)，回路內(nèi)的各種電擾動(dòng)信號(hào)經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選頻后，將其中某一頻率的信號(hào)反饋到輸入端，再經(jīng)放大→反饋→放大→反饋的循環(huán)，該信號(hào)的幅度不斷增大，振蕩由小到大建立起來(lái)。隨著信號(hào)振幅的增大，放大器將進(jìn)入非線性狀態(tài)，增益下降，當(dāng)反饋電壓正好等于輸入電壓時(shí)，振蕩幅度不再增大進(jìn)入平衡狀態(tài)。

第六頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、平衡條件與起振條件反饋式振蕩器的工作原理振幅平衡條件：(2)平衡條件——為維持等幅振蕩所需滿足的條件因?yàn)?所以:又因?yàn)槠胶鈺r(shí)有:所以:因而可得:＝AF/φA+φF＝1相位平衡條件：AF＝1φA+φF＝2nπ(n＝0,1,2,3,···)

第七頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、平衡條件與起振條件反饋式振蕩器的工作原理（3）起振條件起振條件——為了振蕩起來(lái)必需滿足的條件由振蕩的建立過(guò)程可知，為了使振蕩器能夠起振，起振之初反饋電壓Uf與輸入電壓Ui在相位上應(yīng)同相（即為正反饋）；在幅值上應(yīng)要求Uf＞Ui，即：φA+φF＝2nπ（n＝0，1，2，···）AF＞1第八頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二3、穩(wěn)定條件平衡狀態(tài)有穩(wěn)定平衡和不穩(wěn)定平衡，振蕩器工作時(shí)要處于穩(wěn)定平衡狀態(tài)。反饋式振蕩器的工作原理振幅穩(wěn)定條件：AF與Ui的變化方向相反。相位穩(wěn)定條件：相位與頻率的變化方向相反。第九頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二振蕩頻率的穩(wěn)定度=反饋式振蕩器的工作原理4、頻率準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度（1）頻率準(zhǔn)確度絕對(duì)頻率準(zhǔn)確度：相對(duì)頻率準(zhǔn)確度：Δf＝f－f0（2）頻率穩(wěn)定度第十頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二LC正弦波振蕩器

a.判斷Uf和Ui是否同相

b.判斷是否為正反饋1、變壓器反饋式正弦波振蕩器①相位條件：②起振條件：③振蕩頻率：第十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易起振，輸出幅度大，調(diào)節(jié)方便。集電極調(diào)諧型④電路特點(diǎn)：缺點(diǎn)：頻率穩(wěn)定性差，適用于中、短波段不是很高的場(chǎng)合。⑤電路的三種形式發(fā)射極調(diào)諧型基極調(diào)諧型第十二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、三點(diǎn)式振蕩器LC正弦波振蕩器X1與X2電抗性質(zhì)相同X3與X1（或X2）電抗性質(zhì)相反(1)三點(diǎn)式振蕩器一般組成原則設(shè)回路諧振時(shí)有電流在流動(dòng)，則有：（jX1+jX2+jX3)=0即：X1+X2+X3=0根據(jù)：得三點(diǎn)式的一般組成原則：一般形式第十三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二(2)電容三點(diǎn)式（Colpitts，考畢茲電路）優(yōu)點(diǎn)：高次諧波成份小，波形好。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)頻率影響反饋系數(shù)，受三極管等效輸入電容和輸出電容影響。三極管三極分別與電容的三個(gè)引出端相連，反饋電壓取自C2上。①交流通路的基本形式②振蕩頻率：③反饋系數(shù)：④電路特點(diǎn)：第十四頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二(3)電感三點(diǎn)式（Hartley，哈特萊電路）優(yōu)點(diǎn)：易起振，調(diào)節(jié)頻率基本不影響反饋系數(shù)。缺點(diǎn)：采用電感反饋，輸出波形差，諧波成份多。①交流通路的基本形式：三極管三個(gè)電極分別與電感三個(gè)引出端相連，反饋電壓取自L2上。②振蕩頻率：③反饋系數(shù)：④電路特點(diǎn)：其中：第十五頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二優(yōu)點(diǎn)：振蕩頻率和反饋系數(shù)互不影響。缺點(diǎn)：調(diào)節(jié)C3改變頻率時(shí)影響振幅。一般用于固頻振蕩器。3.2LC正弦波振蕩器3、改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩器①交流通路的基本形式：(1)克拉潑(Clapp)振蕩器電感L支路中串聯(lián)了小電容C3②振蕩頻率：③電路特點(diǎn)：第十六頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二具有克拉潑振蕩器頻率和反饋系數(shù)獨(dú)立的優(yōu)點(diǎn)，頻率基本上僅由C3和C4及L決定；調(diào)節(jié)C4時(shí)不影響電路增益，輸出幅度穩(wěn)定。(2)西勒(Seiler)振蕩器①交流通路的基本形式：在L兩端又并聯(lián)了一可調(diào)電容C4②振蕩頻率：③電路特點(diǎn)：第十七頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二石英晶體振蕩器(3)晶體特點(diǎn)振蕩頻率穩(wěn)定振動(dòng)的多諧性并聯(lián)負(fù)載電容1、石英晶體及其特性(1)結(jié)構(gòu)及外形(2)符號(hào)及等效電路第十八頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二根據(jù)輸入信號(hào)的頻率不同，石英晶體具有串聯(lián)諧振特性和并聯(lián)諧振特性：石英晶體振蕩器2、串聯(lián)諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率③晶體的電抗頻率特性曲線①等效為串聯(lián)諧振時(shí)的串聯(lián)諧振頻率②等效為并聯(lián)諧振時(shí)的并聯(lián)諧振頻率第十九頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型電路舉例：石英晶體振蕩器3、串聯(lián)型石英晶體振蕩器基本原理：晶體所在的正反饋支路發(fā)生串聯(lián)諧振，使正反饋?zhàn)顝?qiáng)而滿足振蕩。圖（二）中晶體工作于本身串聯(lián)諧振點(diǎn)上。圖（一）中晶體和負(fù)載電容發(fā)生串聯(lián)諧振。第二十頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二4、并聯(lián)型晶體振蕩器石英晶體振蕩器幾種電路形式（交流等效）：晶體一般工作在fs和fp之間，在電路中等效一特殊電感?；驹恚浩査?Pierce)電路密勒(Miller)電路第二十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二石英晶體振蕩器分析：設(shè)晶體的基頻為1MHZ，為了獲得五次(5MHZ)泛音振蕩,LC諧振頻率在3～5MHZ之間。對(duì)于五次泛音頻率，LC呈容性，電路滿足振蕩條件，可以振蕩。而對(duì)于基頻和三次泛音，LC呈感性，電路不符合三點(diǎn)式組成原則，不能振蕩。5、泛音晶體振蕩器基本原理：利用晶體的泛音振動(dòng)（泛音晶體）來(lái)實(shí)現(xiàn)。有串聯(lián)型和并聯(lián)型兩種。一種并聯(lián)型泛音晶體振蕩器舉例：第二十二頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)驗(yàn)步驟（詳細(xì)見(jiàn)實(shí)驗(yàn)手冊(cè)）熟悉振蕩器的位置和作用LC振蕩器波段工作研究。對(duì)照試驗(yàn)手冊(cè)，繪出輸出波形的幅頻特性。LC振蕩器靜態(tài)工作點(diǎn)，反饋系數(shù)以及負(fù)載對(duì)振蕩幅度的影響。對(duì)比LC振蕩器頻率穩(wěn)定度與晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度的研究與比較。第二十三頁(yè)，共二十四頁(yè)，編輯于2023年，星期二反饋式正弦波振蕩器