TKGPZ-2高频电子线路综合实验箱.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****要求
实验前,预****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,
q'L——晶体管的等效负载电导,
~。
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
TKGPZ-2型高频电子线路综合实验箱;
双踪示波器;
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,如图1-6所示(见图1-6)。
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,
图1-6 LC与晶体振荡器实验电原理图
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。,晶体振荡器的输出频率为10MHz,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的总电源开关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、Ieq):
1、组成LC西勒振荡器:短接K1011-2、K1021-2、K103 1-2、K1041-2,并
在C107处插入1000p的电容器,这样就组成了与图1-4完全相同的LC西勒振荡器电路。用示波器(探头衰减10)在测试点TP102观测LC振荡器的输出波形,再合上频率计电源,用频率计模块测量其输出频率。
2、调整静态工作点:短接K104 2-3(即短接电感L102),使振荡器停振,
并测量三极管BG101的发射极