高频振荡器实验石英晶体振荡器

正弦波振荡器（LC 振荡器和晶体振荡器）实验一、实验目的1．掌握电容三点式LC 振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件的功能； 2．掌握LC 振荡器幅频特性的测量方法；3．熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响；通过实验进一步了解调幅的工作原理。

4．了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响，感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。

二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。

正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。

在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。

在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个本地振荡信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。

振荡器的种类很多。

从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。

此实验只讨论反馈式振荡器。

根据振荡器所产生的波形，又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。

此实验只介绍正弦波振荡器。

常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。

按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC 振荡器、RC 振荡器和晶体振荡器等类型。

（1）反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理，其原理电路如图2-1所示。

b V bE cE -1L 2L f V bV '+-图 2-1反馈型正弦波自激振荡器原理电路当开关K 接“1”时，信号源b V 加到晶体管输入端，构成一个调谐放大器电路，集电极回路得到了一个放大了的信号F V 。

当开关K 接“2”时，信号源b V 不加入晶体管，输入晶体管是F V 的一部分b V '。

高频实验实验一 小信号调谐放大器90139013R71kR24.7kR18.2kC1470p R320kR 610kTC1R5510ΩR4100ΩC50.01C30.01C40.01R104.7ΩR820KR121KC80.01W110KR111KTC2220pR13510ΩC100.01C60.01R9100ΩC110.01C12470pR141kC70.01Ui＋－AC20.01K1BC12VUo＋－T1T2小信号调谐放大电路原理图1．如何判断并联谐振回路处于谐振状态？ 答：判断方法有两种：1、用高频毫伏表观测Uo ，当Uo 得最大值时，并联谐振回路处于谐振状态；2、用示波器监测Uo ，当波形最大不失真时，并联谐振回路处于谐振状态。

2．引起放大器自激的主要因素有哪些？答：主要因素：负载电阻、振荡回路连接时的接入系数、静态工作点、内反馈大小。

3．小信号谐振放大器的增益A U 与输入信号U i 的大小有无关系？如何提高谐振放放大器的稳定电压增益？答：与Ui 大小无关。

因为A Uo =-p1p2y fe /g= -p1p2y fe /(P 12g oe +(P 22g ie +g)，要提高稳定电压增益，应增大P1、P2减小g oe 、 g ie 、g 应增大C 。

4、为什么说提高电压放大倍数A VO 时，通频带BW 会减小？可采取哪些措施提高放大倍数Avo ？实验结果如何？ 答：因为TfeU G Y P P A 21=，要提高A V ，则可适当增加接入系数，但因为接入系数过大导致GT 增加，由TG f BW 07.0=可知，GT 增大，BW0.7减小，即带宽BW 减小。

5、在调谐谐振回路时，对放大器的输入信号有何要求？如果输入信号过大会出现什么现象？ 答：由TfeU G Y P P A 21=知A V 与输入信号大小无关。

但由于UO 的增大将可能超出小信号放大器的线形动态范围。

引起信号失真，也会通过外部寄生耦合导致放大器工作不稳定。

《高频电子线路》晶体振荡器与压控振荡器实验一、实验目的1、掌握晶体振荡器与压控振荡器的基本工作原理。

2、比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验内容1、熟悉振荡器模块各元件及其作用。

2、分析与比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。

3、改变变容二极管的偏置电压，观察振荡器输出频率的变化。

三、实验仪器1、模块3 1块2、频率计模块1块3、双踪示波器1台4、万用表1块四、基本原理1、晶体振荡器：将开关S2拨为“00”，S1拨为“10”，由N1、C3、C10、C11、晶体CRY1与C4构成晶体振荡器（皮尔斯振荡电路），在振荡频率上晶体等效为电感。

2、LC压控振荡器（VCO）：将S2拨为“10”或“01”，S1拨为“01”，则变容二极管D1、D2并联在电感L1两端。

当调节电位器W2时，D1、D2两端的反向偏压随之改变，从而改变了D1和D2的结电容C j，也就改变了振荡电路的等效电感，使振荡频率发生变化。

3、晶体压控振荡器：开关S2拨为“10”或“01”，S1拨为“10”，就构成了晶体压控振荡器。

图6-1 正弦波振荡器（4.5MHz）五、实验步骤1、（选做）温度对两种振荡器谐振频率的影响。

1）将电路设置为LC振荡器（S1设为“01”），在室温下记下振荡频率。

（频率计接于P1处。

）2）将加热的电烙铁靠近振荡管N1，每隔1分钟记下频率的变化值。

3）开关S1交替设为“01”（LC振荡器）和“10”（晶体振荡器），并将数据记于表6-1。

表6-1 振荡器数据对比记载表2、两种压控振荡器的频率变化范围比较1）将电路设置为LC压控振荡器（S1设为“01”），频率计接于P1，直流电压表接于TP7。

2）将W2调节从低阻值、中阻值、高阻值位置（即从左→中间→右顺时针旋转），分别将变容二极管的反向偏置电压、输出频率记于下表中。

将电路设置为晶体压控振荡器（S1拨为“10”），重复步骤2），将测试结果填于下表。

3）六、实验报告要求1、比较所测数据结果，结合新学理论进行分析。

实验三石英晶体振荡器
[实验目的]
1.了解晶体振荡器的工作原理及特点；
2.掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。

[实验要求]
1.查阅晶体振荡器的有关资料, 阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高；
2.试画并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路, 并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。

[实验仪器设备及材料]
1.双踪示波器；
2.万用表；
3.高频电路实验装置
[实验方案]
实验电路见图3-1。

1.测振荡器静态工作点, 调图中Rp, 测得IEmin及IEmax；
2.测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压；
3.负载不同时对频率的影响, RL分别取110kΩ、10kΩ、1kΩ, 测出电路振荡频率, 填入表10-3-1并与LC振荡器比较。

填入表10-3-1, 并与LC振荡器比较。

R L～f 表10-3-1 实验数据
[实验报告]
1.画出实验电路的交流电路；
2.整理实验数据；
3.比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异, 并分析原因；
4.你如何肯定电路工作在晶体的频率上；
5.根据电路给出的LC参数计算回路中心频率, 阐述本电路的优点。

[思考题]
石英晶体振荡器与LC三点式振荡器输出信号的差异有哪些？
1。

高频电子电路实验操作步骤及要点实验一、高频电子仪表的使用一、数字万用表1．开机后若显示屏左下出现小电池的图标，表示需更换电池后才能使用。

2．开机后若显示屏左上出现“H”图标，表示万用表处于屏幕保持状态，需解锁后使用。

3．利用万用表的直流电压测试功能完成电路静态工作电压的测试；静态工作电流是通过测试相应元件的电压再运用欧姆定律计算得到。

4．利用万用表的“×200”欧姆档完成电路连接导线及仪表连接线的测试，以判断其好坏状态。

5．不要用万用表测试动态指标。

二、高频电子电路实验箱1．能熟练地找到实验所用模块电路。

2．能正确地搭接实验电路。

（1）先将信号源板和电路板共地：将两块板中靠得最近的两个接地点用最短导线连通（建议将信号源板的右下角和电路板的左下角的两个接地点连通），这样实验箱中所有接地点都连通了；地线使用时注意“就近接地”的原则。

（2）用最合适的导线将电路所需直流工作电源从信号源板引入到电路。

（3）电路中元器件的连接及交流信号的引入选用最合适的导线。

（4）仪表连接线应直接接至测试点附近的接线柱上；不要使用导线接连接线。

3．能正确输出实验所需的交流信号。

（1）将显示功能设置为“低频”，同时将高频信号源的“频率粗调”旋钮放在与输出低频信号频率相适应的档位上，此时频率计将正确显示低频信号源输出信号的频率（若使用示波器测试频率，则此步可以不做）。

（2）将显示功能设置为“外测”，同时将高频信号源的“频率粗调”旋钮放在与被测信号频率相适应的档位上，此时频率计将正确显示被测信号的频率（若使用示波器测试频率，则此步可以不做）。

（3）将显示功能设置为“高频”，同时将高频信号源的“频率粗调”旋钮放在与输出高频信号频率相适应的档位上，此时频率计将正确显示高频信号源输出信号的频率（若使用示波器测试频率，则此步可以不做）。

（4）用示波器调测信号时，建议先把“幅度调节”旋钮右旋到底使输出信号幅度最大，此时来进行频率的调节；调节好频率后，再把“幅度调节”旋钮左旋以减小幅度至实验要求的大小（由于幅度减小时波形将会变差，因此调节幅度时可不管示波器上测试频率的变化）。

振荡电路实验121180166 赵琛一．实验目的1. 进一步学习掌握正弦波振荡电路的相关理论。

2. 掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，掌握电路中各元件的功能。

3. 掌握晶体振荡电路的基本原理，熟悉串联型和并联型晶体振荡器电路各自的特点，理解电路中各元件的功能。

4. 掌握静态工作点、正反馈系数、谐振回路的等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响。

5. 比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度，加深对晶体振荡器频率稳定高原因的理解。

二、实验使用仪器1．LC、晶体正弦波振荡电路实验板2．200MH泰克双踪示波器3. FLUKE万用表4. 高频信号源5. 频谱分析仪（安泰信）6. SP312B型高频计数器三、实验基本原理与电路1. LC振荡电路的基本原理LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。

LC振荡器的振荡回路由LC元件组成。

从交流等效电路可知：由LC振荡回路引出三个端子，分别接晶体管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。

如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈LC振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈LC振荡器或电容三点式振荡器。

在几种基本高频振荡回路中，电容反馈LC振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百MHz～1GHz。

普通电容三点式振荡器的振荡频率不仅与谐振回路的LC元件的值有关，而且还与晶体管的输入电容i C 以及输出电容o C 有关。

当工作环境改变或更换管子时，振荡频率及其稳定性就要受到影响。

为减小i C 、o C 的影响，提高振荡器的频率稳定度，提出了改进型电容三点式振荡电路——串联改进型克拉泼电路、并联改进型西勒电路，分别如图4-1和4-2所示。

串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼电路的振荡频率为：∑=LC 10ω其中∑C 由下式决定io C C C C C C ++++=∑211111 其中0,i C C 分别是晶体管的输入和输出电容。