实验电容三点式振荡电路测量.ppt

电感L的测量 设计目标： 设计一个能够测量电感器件参数的测量电路，具有测量范围为100μH~10mH 设计方案： 以电容三点式振荡电路产生一定频率的正弦波 后级接一缓冲电路以得到尽量稳定的输出 负载接一选频网络根据不同的电感参数选出不同的频率，根据谐振频率算出电感值 设计原理： 振荡器： 一个振荡器必须包括三部分：放大器、正反馈电路和选频网络。 放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的，只有这样才能使振荡维持下去。 反馈振荡电路的构成及其原理： 为了能产生自激振荡，必须有正反馈，即反馈到输入端的信号与放大器输入端的信号相位相同。 起振的振幅条件是： 起振的相位条件是： 要使振荡器起振必须同时满足起振的振幅条件和相位条件。其中起振的相位条件即为正反馈条件。 射极跟随器： 信号从基极输入，从发射极输出的放大器。其特点为输入阻抗高，输出阻抗低，电压放大系数略低于1，负载能力强，输入信号与输出信号相位相同。也可认为是一种电流放大器。常作阻抗变换和级间隔离用。三极管按共集方式连接，基极与集电极共地，基极输入信号，发射极输出，亦称为共集电极放大器。动态电压放大倍数小于1并接近1，且输出电压与输入电压同相但是输出电阻低，具有电流放大作用，所以有功率放大作用。 选频网络： 选频网络只允许某个特定频率f0能通过，使振荡器产生单一频率的输出。 这一部分在之前的实验中有所涉及，想必大家也都比较清楚了，在此就不在赘述。 电容三点式振荡电路： 三点式电容振荡器是自激振荡器的一种。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。三点式LC正弦波振荡器的组成法则（相位条件）是：与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗，而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相反。 其工作过程是：振荡器接通电源后，由于电路中的电流从无到有变化，将产生脉动信号，因任一脉冲信号包含有许多不同频率的谐波，因振荡器电路中有一个LC谐振回路，具有选频作用，当LC谐振回路的固有频率与某一谐波频率相等时，电路产生谐振。虽然脉动的信号很微小，通过电路放大及正反馈使振荡幅度不断增大。当增大到一定程度时，导致晶体管进入非线性区域，产生自给偏压，使放大器的放大倍数减小，最后达到平衡，即AF=1，振荡幅度就不再增大了。于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件，于是得到单一频率的振荡信号输出。 优点：反馈电压取自电容 ，而电容对晶体管非线性特性产生的高次谐波呈现低阻抗，所有反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形很好； 缺点：反馈系数因与回路电容有关，如果用改变电容的方法来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。 电路中参数的确定 ①电阻的选取 －般小功率振荡器的静态工作点应选在远离饱和区而靠近截止区的地方。根据上述原则，一般小功率振荡器集电极电流ICQ大约在0.8-4mA之间选取。 若ICQ=2mA VCEQ=6V β=100 则? 为提高电路的稳定性Re值适当增大，取Re=2KΩ则Rc＝1KΩ 电容的选取 一般取C3/C4=0.01~0.5左右，由于BJT的输入电阻较小，增大C3/C4比值也不会有明显的效果，为方便起见，实际中有时也取C3/C4=1。 为方便计算，本次设计实验中选取C3/C4=1 计算方法： 仿真电路及其仿真结果 (a)接入电感为4.7mH时 通过示波器上的读数我们可以得到周期T=96.423us，代入计算公式可以得到电感L=4.71mH，测量误差为 (b)接入电感为10mH时： 通过示波器上的读数我们可以得到周期T=139.969us，代入计算公式可以得到电感L=9.925mH，测量误差为 (c)接入电感为100mH时： 通过示波器上的读数我们可以得到周期T=13.997us，代入计算公式可以得到电感L=99.25mH，测量误差为 Thank you!