高频电子线路课程设计-电容三点式LC振荡器的设计与制作.docx

高频课设实验报告 实验项目 电容三点式LC振荡器的设计与制作 系 别 专 业 班级/学号 学生姓名 实验日期 成 绩 指导教师 电容三点式 LC 振荡器的设计与制作一、实验目的1．了解电子元器件和高频电子线路实验系统。2．掌握电容三点式LC 振荡电路的实验原理。3．掌握静态工作点、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4．了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。二、实验电路实验原理1.概述 2．L C振荡器的起振条件 一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件 和相位平衡条件。 3．LC振荡器的频率稳定度 频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：△f0／f0来表示（f0为所选择的测试频率：△f0为振荡频率的频率误差，Δf0=f02 -f01：f02和f01为不同时刻的f0），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高 Q 值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。 LC振荡器的调整和参数选择 以实验采用改进型电容三点振荡电路（西勒电路）为例，交流等效电路如图 1-1 所示。 （1）静态工作点的调整 合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏有一定的影响。偏置电路一般采用分压式电路。当振荡器稳定工作时，振荡管工作在非线性状态，通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅，则将使振荡回路的等效 Q 值降低，输出波形变差，频率稳定度降低。因此，一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区靠近截止区。（2）振荡频率 f 的计算 式中 CT为 C1、C2和 C3的串联值，因 C1（300p）C3（75p） ，C2（1000P） C3（75p） ，故 CT≈C3，所以，振荡频率主要由 L、C 和 C3 决定。 （3）反馈系数F的选择 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F=0.35.克拉波和西勒振荡电路 图 1-2 为串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼振荡电路。图1-3 为并联改进型电容三点式 振荡电路——西勒振荡电路。6.电容三点式 LC 振荡器电路 电容三点式LC振荡器电路如图1-4所示。图中1K01打到“S”位置（右侧）时，为改进型克拉泼振荡电路，打到“P”位置（左侧）时，为改进型西勒振荡电路。开关IS03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。二、实验目的 1．了解电子元器件和高频电子线路实验系统。2．掌握电容三点式 LC 振荡电路的实验原理。 3．掌握静态工作点、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。4．了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。 三、课设内容 1. 在电路板上设计制作电容三点式 LC 振荡器电路。用示波器观察振荡器的输出波形，测量振荡器电压峰—峰值 Vp-p和振荡频率。 3. 测量振荡器的幅频特性。4. 测量电源电压变化对振荡器频率的影响。 5. 提交课程设计报告，具体要求见六 四、实验过程1. 模块上电：将制作好的LC振荡器模块插在高频实验箱底板上，接通电源，即可开始实验。 2. 西勒振荡电路幅频特性的测量 示波器接1TP02，频率计接振荡器输出口 1P01。电位器1W02反时针调到底，使输出最大。开关 1K01 拨至P侧，此时振荡电路为西勒电路。1S03分别控制 1C06（10P）、1C07（50P）、1C08（100P）、1C09（ISO）是否接入电路，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。例如 ISO3 的第 1、第2 位往上拨，其接入电路的电容为10P+50P=60P。按照表3-1电容的变化测出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰—峰值Vp-p），并将测量结果记于表中。注：如果在开关转换过程中使振荡器停振无输出，可调整1W01，使之恢复振荡。3. 克拉泼振荡电路幅频特性的测量将开关1K01拨至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3-2中。 4. 波段覆盖系数的测量 波段覆盖即调谐振荡器的频率范围，此范围的大小，通常以波段覆盖系数K 表示： 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处的频率，即为另一边