实验2 振荡器实验

（A） 三点式正弦波振荡器

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，振荡电路设计及电路参数计算。 2. 通过实验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. 研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。

二、实验内容

1. 熟悉振荡器模块各元件及其作用。 2. 进行LC振荡器波段工作研究。

3. 研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。 4. 测试LC振荡器的频率稳定度。

三、基本原理

+12C1104TH1J1T1R133.3KC6560pC2104C4104R22KR110KR310KTP1C310pC5104RA1100KC810pC7104Q13DG6TP2W120KR5510W25kR410KTP3C927pQ23DG612S14343C1047pTP5C13100pTP4Q3S23DG6D1BB149R610KR710KR83.3KC14104D2BB149TP612TP7C20470pL222uHCRY14.19MR101KR118.2KR14510C11104C15102R910KCC15-25pC21104+12J2C22104E110UF/16VTH2L122uHPOWER1LED1LEDC23102+12V+12R122K 图6-1 正弦波振荡器（4.5MHz）

【电路连接】将开关S2的1拨上2拨下， S1全部断开，由晶体管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2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CCI可用来改变振

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荡频率。 振荡频率可调范围为：

3.9799M1f02L2(C10CCI)4.7079MCCI25p

CCI5p调节电容CCI，使振荡器的频率约为4.5MHz 。 振荡电路反馈系数: F=

C13560.12 C20470振荡器输出通过耦合电容C3（10P）加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C3容量很小，再加上射随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射随器输出信号Q1调谐放大，再经变压器耦合从J1输出。

四、实验步骤

根据图6-1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。 1. 调整静态工作点，观察振荡情况。

1）将开关S2全拨下，S1全拨下，使振荡电路停振

调节上偏置电位器RA1，用数字万用表测量R10两端的静态直流电压UEQ(即测量振荡管的发射极对地电压UEQ)，使其为5.0V(或稍小，以振荡信号不失真为准)，这时表明振荡管的静态工作点电流IEQ=5.0mA（即调节W1使IEQ=ICQ=UEQ／R10=5.0mA ）。 2）将开关S2的1拨上，S1全拨下，构成LC振荡器。

振荡器应能正常工作。若振荡器工作正常，则在输出端用示波器可观察到正弦振荡电压波形，同时发射极的直流电流也将偏离停振时测得的IEQ 。可用示波器在输出端观察振荡波形，调节电容CCI使振荡频率约为4.5MHz；在R10两端用数字万用表测量起振后的直流电压UQ，记录并比较UQ和UEQ。

表2-1 UEQ与UQ的关系测试 f振荡频率= UEQ= UQ= 2. 研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。

1）按照“内容1”， 先使振荡电路停振，调整上偏置电位器RA1，使IEQ=1mA； 2）按照“内容1”，使振荡电路正常工作，用示波器测量对应点的振荡幅度VP-P（峰—峰值），记下对应峰峰值VL。(如果出现不起振或临近失真，适当增大IEQ)

3）重复步骤1）和2），使ICQ在Imin和Imax范围之间取平均的几个值 ( 一般取ICQ=1~5mA为宜 )，分别记下对应的峰峰值VL，填入表2-2。

4）作出IEQ~VL曲线，分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系。

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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，一般取ICQ=（1~5mA）为宜。 表2-2 IEQ与VL的关系测试(一般取ICQ=（1~5A）为宜) IEQmA 临近失真? ( min) VL 临近失真? (max)

IEQ~VL曲线

3. 观察反馈系数F的大小对振荡电压的影响（选做）

保持IEQ不变，在C20两端并接不同容量的电容Ci，从而改变反馈系数F的大小( F=C13/(C20+Ci) )，相应用示波器测量振荡器的输出振荡电压VL，将数据记录于表2-3中。 同时用示波器监测波形及其频率。要求如下： 1）计算反馈系数；

2）用示波器记下振荡幅度值； 3）分析原因

表2-3 F对VL 的影响 C(pF) 100 200 300 500 1000 1500 2000 5000 不接时 反馈系数F VL(V) 注意：表格中给出的电容值是要求在C20两端外接的电容值，提前准保好电容。 五、实验报告要求

1．记录实验箱序号

2．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。

3．计算实验电路的振荡频率fo，并与实测结果比较。

六、实验仪器

1．高频实验箱 1台 2．双踪示波器 1台 3．万用表 1块

七、思考题

1. 在没有示波器的情况下，如何用万用表来判断振荡器是否起振？

2. 为什么在发射极观察到的电压波形(发射极接有负反馈电阻)与输出电压波形不一样？

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（B） 晶体振荡器与压控振荡器

一、实验目的

1. 掌握晶体振荡器与压控振荡器的基本工作原理。 2. 比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验内容

1. 熟悉振荡器模块各元件及其作用。

2. 分析与比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。 3. 改变变容二极管的偏置电压，观察振荡器输出频率的变化。

三、基本原理

+12C1104TH1J1T1R133.3KC6560pC2104C4104R22KR110KR310KTP1C310pC5104RA1100KC810pC7104Q13DG6TP2W120KR5510W25kR410KTP3C927pQ23DG612S14343C1047pTP5C13100pTP4Q3S23DG6D1BB149R610KR710KR83.3KC14104D2BB149TP612TP7C20470pL222uHCRY14.19MR101KR118.2KR14510C11104C15102R910KCC15-25pC21104+12J2C22104E110UF/16VTH2L122uHPOWER1LED1LEDC23102+12V+12R122K 图7-1 正弦波振荡器（4.5MHz）

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【电路连接】

1. 晶体振荡器：将开关S2的2拨上、1拨下，S1全部断开，由Q3、C13、C20、晶体CRY1与C10构成晶体振荡器（皮尔斯振荡电路），在振荡频率上晶体等效为电感。

2. 压控振荡器（VCO）：将S1的1或2拨上，S2的1拨上、2拨下，则变容二极管D1、D2并联在电感L2两端。当调节电位器W1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。其交流等效电路如图7-2所示

C1047pC13100p4343S2Q33DG61212S1C810pC20470pL222uHCRY14.19MC927pD1BB149D2BB149C14104

图7-2 压控振荡器交流等效电路图

3. 晶体压控振荡器

开关S1的1接通或2接通，S2 的2接通，就构成了晶体压控振荡器。

四、实验步骤

1. 两种压控振荡器的频率变化范围

1) 将电路连接成压控振荡器，频率计接于J1，直流电压表接于TP3。

2) 将W1从低阻值、中阻值到高阻值位置，分别将变容二极管的反向偏置电压、输出频

率记于下表中。

2. 将电路改接成晶体压控振荡器，重复上述实验，并将结果记于下表中。

3. 在晶体压控振荡器电路的基础上，将L2并接于晶体两端，但需将CCI断开或置于容量最小位置。然后重做上述实验，将结果记于下表中。

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W1电阻值 VD1（VD2） 振荡频率 LC压控振荡器 晶体压控振荡器 并联L的晶体压控振荡器 W1低阻值 W1中阻值 W1高阻值 五、实验报告要求

1. 比较所测数据结果，结合新学理论进行分析。

2. 晶体压控振荡器的缺点是频率控制范围很窄，如何扩大其频率控制范围？

六、实验仪器

1. 高频实验箱 1台 2. 双踪示波器 1台

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