实验三 电容三点式LC振荡器.docx

实验三电容三点式LC振荡器
实验目的
掌握电容三点式LC振荡电路的实验原理；
了解静态工作点、耦合电容、反馈系数、品质因数Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；
了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
实验原理
1、电路与工作原理

图3-2克拉泼振荡电路图3-3西勒振荡电路
图3-2克拉泼振荡电路中，串联电容C1、C2和C构成总电容。因为C1（300p）>>C（75p），C2（1000P）>>C（75p），故总电容约等于C，所以振荡频率主要由L和C决定。
图3-3西勒振荡电路中，电容C1、C2和C3的串联值后与电容C相并。因为C1（300p）>>C3（75p），C2（1000P）>>（75p），故总电容约等于C+C3，所以振荡频率主要由L、C和C3决定。
反馈系数F=F1：F2，反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F≈0.1～0.5，本实验取0.3
2、实验电路
如图3-4所示，1K01打到“串S”位置时，为改进型克拉泼振荡电路，打到“并P”位置时，为改进型西勒振荡电路。开关1S03控制回路电容的变化；调整1W01可改变振荡器三极管的电源电压；1Q02为射极跟随器；1TP02为振荡器直流电压测量点，1W02用来改变输出幅度。

实验内容
测量“并P”西勒振荡电路幅频特性；
测量“串S”克拉泼振荡电路幅频特性；
测量波段覆盖系数。
实验步骤
（一）模块上电
将LC振荡器模块=3\*GB3③接通电源，即可开始实验。
（二）测量振荡电路的幅频特性
1、西勒振荡电路幅频特性的测量
将1K01拨至“并P”侧，此时振荡电路为西勒电路。示波器接1TP02，频率计接1P01。调整1W02，使输出适中。1S03分别控制1C06（10P）、1C07（50P）、1C08（100P）、1C09（150P）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。按照表3-1，将测量结果记于表中。选择C（150pF）时，分别顺时针调整1W01和1W02，观察波形变化。注：如果在转换过程中振荡器停振，可调整1W01，使之恢复振荡。
2、克拉泼振荡电路幅频特性的测量
将1K05拨至“串S”位，振荡电路转换为克拉泼电路。按照上述方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表3-1中。选择C（150pF）时，分别顺时针调整1W01和1W02，观察波形变化。
3、测量波段覆盖系数
波段覆盖即调谐振荡器的频率范围，其大小通常以波段覆盖系数K表示：
K=fmaxfmin
测量方法：根据测量的幅频特性，以输出电压最大点的频率为基准，即为一边界频率，再找出输出电压下降至一半的频率，即为另一边界频率，如图3-5、图3-6所示，再由公式求出K。
电容C（pf）1050100150200250300310西勒振荡频率f(MHZ)11.639.7098.4037.5766.8976.3295.9525.882输出电压VP-P(v)0.6730.7190.7260.6770.5940.5460.4320.438克拉泼振荡频率f(MHZ)24.0415.7712.9511.6610.8910.299.969.921克拉泼输出电压VP-P(v)--0.1900.3500.4490.4870.5290.5530.560
五、实验报告
1、分别绘制西勒振荡器，克拉泼振荡器的幅频特性曲线，并进行分析比较。
曲线图见图1。
西勒振荡电路：随着电容增大，振荡频率降低；由于电路为并联谐振，频率增大则谐振电阻增大，输出电压随之增大。
克拉泼振荡电路：当C为10pF时电路不振荡，是因为回路总电容主要取决与C3与C的并联，C3值很小且C也很小时，放大器增益会变小，幅度下降，可能出现停振；随着电容增大，振荡频率降低；由于电路为串联谐振，频率增大则谐振电阻减小，输出电压随之减小。
2、选择C为150pF时，分别顺时针调整1W01和1W02，说明波形变化原因。
只调整1W01，波形幅度变大；只调整1W02，波形幅度变小。
观察到西勒电路从无到有到无；而克拉波电路最初就有一定幅度的波形，然后增峰顶，最后消失。
3、根据测试数据，分别计算克拉泼振荡器、西勒振荡器的波段覆盖系数K。
西勒电路：fmax=11.63MHZ,fmin无法得知，故不能求出波段覆盖系数K。
克拉泼电路：fmax=15.77MHZ,fmin=9.921MHZ,K=fmax/fmin=1.59。
4、总结实验体会。
通过这次实验基本掌握了电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能，熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响，熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。