[信息与通信]高频电子实验指导书.doc

实验一、LC与晶体振荡器实验 一、实验目的 1）、了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。 2）、比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。 3）、测量振荡器的反馈系数、波段复盖系数、频率稳定度等参数。 4）、比较LC与晶体振荡器的频率稳定度。 二、实验预习要求 实验前，预习教材：“电子线路非线性部分”第3章：正弦波振荡器；“高频电子线路”第四章：正弦波振荡器的有关章节。 三、实验原理说明 三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。 起振条件 1）、相位平衡条件：Xce和Xbe必 需为同性质的电抗，Xcb必需为异性质 的电抗，且它们之间满足下列关系： 2）、幅度起振条件： 图1-1、三点式振荡器 式中：qm——晶体管的跨导， FU——反馈系数， AU——放大器的增益， qie——晶体管的输入电导， qoe——晶体管的输出电导， qL——晶体管的等效负载电导， FU一般在0.1~0.5之间取值。 电容三点式振荡器 1）、电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器 图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容Ci和输出电容Co对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。 （a）、考毕兹振荡器 （b）、交流等效电路 图1-2、考毕兹振荡器 2）、串联改进型电容反馈三点式电路——克拉泼振荡器 电路如图1-3所示，其特点是在L支路中串入一个可调的小电容C3，并加大C1和C2的容量，振荡频率主要由 C3和L决定。C1和C2主要起电容分压反馈作用，从而大大减小了Ci和Co对频率稳定度的影响，且使频率可调。 （a）、克拉泼振荡器 （b）、交流等效电路 图1-3、克拉泼振荡器 3）、并联改进型电容反馈三点式电路——西勒振荡器 电路如图1-4所示，它是在串联改进型的基础上，在L1两端并联一个小电容C4，调节C4可改变振荡频率。西勒电路的优点是进一步提高电路的稳定性，振荡频率可以做得较高，该电路在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。本实验箱所提供的LC振荡器就是西勒振荡器。 （a）、西勒振荡器 （b）、交流等效电路 图1-4、西勒振荡器 3、晶体振荡器 本实验箱提供的晶体振荡器电路为并联晶振 b-c型电路，又称皮尔斯电路，其交流等效电路 如图1-5所示。 四、实验设备 图1-5、皮尔斯振荡器 THKGP系列高频电子实验箱； 双踪示波器：20~40MHz； 频率计：10MHz； 繁用表。 五、实验内容与步骤 开启实验箱，在实验板上找到与本次实验内容相关的单元电路，并对照实验原理图，认清各个元器件的位置与作用，特别是要学会如何使用“短路帽”来切换电路的结构形式。 作为第一次接触本实验箱，特对本次实验的具体线路作如下分析； 电阻R101~R106为三极管BG101提供直流偏置工作点，电感L101既为集电极提供直流通路，又可防止交流输出对地短路，在电阻R105上可生成交、直流负反馈，以稳定交、直流工作点。用“短路帽”短接切换开关K101、K102、K103的1和2接点（以后简称“短接Kxxx ╳-╳”）便成为LC西勒振荡电路，改变C107可改变反馈系数，短接 K101、K102、K103 2-3，并去除电容C107后，便成为晶体振荡电路，电容C106起耦合作用，R111为阻尼电阻，用于降低晶体等效电感的Q值，以改善振荡波形。在调整 LC振荡电路静态工作点时，应短接电感L102（即短接K104 2-3）。三极管BG102等组成射极跟随电路，提供低阻抗输出。本实验中LC振荡器的输出频率约为1.5MHz，晶体振荡器的输出频率为6MHz，调节电阻R110，可调节输出的幅度。 经过以上的分析后，可进入实验操作。接通交流电源，然后按下实验板上的+12V总电源开关K1和实验单元的电源开关K100，电源指示发光二极管D4和D101点亮。 （一）、调整和测量西勒振荡器的静态工作点，并比较振荡器射极直流 电压（Ue、Ueq）和直流电流（Ie