测试振荡器静态工作点的影响-KC03171206-h02(精)

实验一 LC 与晶体振荡器实验报告一、实验目的1、了解三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及工作原理。

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等参数。

4、比较LC 与晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验原理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。

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：LCX X X X Xc oC L cebe 1 |||| )(=-=+-=ω，即'ie 1*()AuL m oe q Fu q qq >++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， FU 一般在0.1~0.5之间取值。

2、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。

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。

L1L13）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。

实验二：三极管静态工作点对特性的影响1 学时22 实验目的了解三极管的静态工作点的不同，对三极管的工作特性的影响。

3 实验内容NPN 三极管共射极电路的实现三极管的静态工作点处于放大区时，信号的放大，不失真。

静态工作点处于较低的位置时，没有放大作用。

静态工作点处于较高的位置时，信号放大时有失真。

4 实验原理（1）当三极管处于放大区时，三极管有一个合适的工作点，保证信号能够不失真的放大。

并具有下面的关系： II BC =β，其中I C 为静态集电极电流，I B 为静态基极电流。

发射极电流I I I B C E +=，故I I ICE C−=β。

图2.1图2.2（2）当静态工作点太低时，管子截止，没有放大作用或者当信号特别大时，正半周才可能导通，这时放大的信号也是严重失真。

I BQ（3） 当静态工作点太高时，管子饱和，当信号处于负半周时，信号有较好的放大作用。

而正半周时信号得不到适当的放大，造成严重失真。

5 实验环境实验箱。

6 准备工作实验的原理和实验的安全注意事项。

7 实验步骤7.1 首先从原理上了解实验的目的；7.2 搭接电路，搭接完后，通知老师，确认后，可以通电。

记录下图2.2开关接通时，并适当调整R2,使三极管工作在放大区，记下三极管的工作点；将R2的阻值调成0欧，这时三极管处于饱和区，记下这时的工作点；断开开关，这时三极管处于截止状态，记下这次的三极管的工作点； 8 思考题测试中需要注意的安全问题是什么？o ce//VI。

静态工作点稳定的放大电路分析一、课题名称静态工作点稳定的放大电路分析二、设计任务及要求分析静态工作点、失真分析、动态分析、参数扫描分析、频率响应等。

（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）三、电路分析1.静态工作点Q的分析（1）什么是静态工作点Q静态工作点就是输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些直流电流、电压的数值在三极管特性曲线上表示为一个确定的点，设置静态工作点的目的就是要保证在被被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。

可以通过改变电路参数来改变静态工作点，这样就可以设置静态工作点。

若静态工作点设置的不合适，在对交流信号放大时就可能会出现饱和失真（静态工作点偏高）或截止失真（静态工作点偏低）。

如图1为阻容耦合电路图1晶体管型号BC107BP参数 .MODEL BC107BP NPN IS =1.8E-14 ISE=5.0E-14 NF =.9955 NE =1.46 BF =400 BR =35.5+IKF=.14 IKR=.03 ISC=1.72E-13 NC =1.27 NR =1.005 RB =.56 RE =.6 RC =.25 VAF=80+VAR=12.5 CJE=13E-12 TF =.64E-9 CJC=4E-12 TR =50.72E-9 VJC=.54 MJC=.33 在放大电路中，当有信号输入时，交流量与直流量共存。

将输入信号为零，即直流电流源单独作用时晶体管的基极电流I B，集电极电流I C，b-e之间电压U BE,管压降U CE称为放大电路的静态工作点Q，常将四个物理量记作I BQ,I CQ,U BEQ,U CEQ。

在近似估算中常认为U BEQ为已知量，对于硅管U BEQ=0.7V，锗管U BEQ=0.2V。

为了稳定Q点，通常使参数的选取满足I1>>I BQ因此B点电位U BQ=Rb1/(Rb1+Rb2)·Vcc静态工作点的估算U BQ= Rb1/(Rb1+Rb2)·VccI EQ=(U BQ-U BEQ)/ReU CEQ=V CC-I CQ(Rc+Re)（2）为什么要设置合适的静态工作点对于放大电路最基本的要求，一是不失真，二是能够放大。

静态工作点的作用
静态工作点是什么
静态工作点是指三极管放大电路中，三极管静态工作点就是交流输入信号为零时，电路处于直流工作状态，这些电流、电压的数值可用BJT特性曲线上一个确定的点表示，该点习惯上称为静态工作点Q 。

设置静态工作点的目的就是要保证在被放大的交流信号加入电路时，不论是正半周还是负半周都能满足发射结正向偏置，集电结反向偏置的三极管放大状态。

静态工作点的作用
1）确定放大电路的电压和电流的静态值
2）选取合适的静态工作点可以防止电路产生非线性失真。

保证有较好的放大效果
静态工作点的确定
静态工作点是直流负载线与晶体管的某条输出特性曲线的交点。

随IB的不同而静态工作点沿直流负载线上下移动。

根据式Uce=Ucc-RcIc，在Ic/Ucc图上画出直流负载线，再画出在IB情况下的晶体管输出特性曲线，交点即静态工作点。

克拉泼振荡器测试要求
克拉泼振荡器测试内容
1.静态工作点变化对振荡器工作的影响：
调节电位器W1以改变晶体管工作点I EQ，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并以频率计数器读取相应的频率值，填入下表中。

每次改变都要停止仿真，然后重新启动仿真，等参数稳定后再记录。

I EQ（mA）0.8 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0
F（MHz）
U PP（V）
记录一个正常的输出波形和一个出现畸变的输出波形及其相应的参数。

2.克拉泼电容C5变化对振荡器工作的影响：
改变C5，使其分别为51PF、100PF、150PF，且把示波器探头接到OUT段，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。

填入相应的表格。

3.电压反馈系数（分压比）变化对振荡器工作的影响：
同步改变C3/C4，使其分别为100/1000PF、120/680PF、680/120PF，且把示波器探头接到OUT段，观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。

填入相应的表格。

4.回路谐振电阻变化对振荡器工作的影响：
改变电阻R5，使其分别为110KΩ、10、1（也就改变了回路的谐振电阻），观察振荡波形，测量相应的输出振荡电压峰峰值U PP，并读取相应的频率值。

填入相应的表格。