3.3 LC 振荡器的频率稳定度
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实验1单调谐回路谐振放大器―、实验准备1•做本实验时应具备地知识点:放大器静态工作点LC并联谐振回路单调谐放大器幅频特性2•做本实验时所用到地仪器:单调谐回路谐振放大器模块双踪示波器万用表频率计高频信号源二、实验目地1 •熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统;2•掌握单调谐回路谐振放大器地基本工作原理;3.熟悉放大器静态工作点地测量方法;4 •熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性带、Q<包括电压增益、通频值)地影响;5 •掌握测量放大器幅频特性地方法.、实验内容1.用万用表测量晶体管各点<对地)电压VB VE、VC,并计算放大器静态工作点;2 •用示波器测量单调谐放大器地幅频特性;3•用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性地影响;4•用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性地影响四、基本原理1单调谐回路谐振放大器原理小信号谐振放大器是通信接收机地前端电路,主要用于高频小信号或微弱信号地线性放大和选频•单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示.图中,R BI、吊2、R用以保证晶体管工作于放大区域,从而放大器工作于甲类.C E是R E地旁路电容,C B、C C是输入、输出耦合电容丄、C是谐振回路,R C是集电极<交流)电阻,它决定了回路Q直、带宽•为了减轻晶体管集电极电阻对回路Q直地影响,采用了部分回路接入方式• b5E2RGbCAP图1-1单调谐回路放大器原理电路图1-2单调谐回路谐振放大器实验电路图2•单调谐回路谐振放大器实验电路单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示.其基本部分与图1-1相同.图中,1C2用来调谐,1K02用以改变集电极电阻,以观察集电极负载变化对谐振回路< 包括电压增益、带宽、Q直)地影响.IW oi用以改变基极偏置电压,以观察放大器静态工作点变化对谐振回路<包括电压增益、带宽、Q值)地影响.1Q02为射极跟随器,主要用于提高带负载能力.plEanqFDPw五、实验步骤1•实验准备<1)插装好单调谐回路谐振放大器模块,接通实验箱上电源开关,按下模块上开关1K01.<2)接通电源,此时电源指示灯亮.2•单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法,即扫频法和点测法•扫频法简单直观,可直接观察到单调谐放大特性曲线,但需要扫频仪•点测法采用示波器进行测试,即保持输入信号幅度不变,改变输入信号地频率,测出与频率相对应地单调谐回路揩振放大器地输出电压幅度,然后画出频率与幅度地关系曲线,该曲线即为单调谐回路谐振放大器地幅频特性• DXDiTa9E3d<1 )扫频法,即用扫频仪直接测量放大器地幅频特性曲线•用扫频仪测出地单调谐放大器幅频特性曲线如下图:图1-3扫频仪测量地幅频特性<2)点测发,其步骤如下:①I©置“ of “位,即断开集电极电阻1R3,调整1W i使1Q i地基极直流电压为2.5V左右<用三用表直流电压档测量1R1下端),这样放大器工作于放大状态•高频信号源输出连接到单调谐放大器地输入端<1P01).示波器CH1接放大器地输入端1TP01,示波器CH2接单调谐放大器地输出端1TP02,调整高频信号源频率为6.3MHZ <用频率计测量),高频信号源输出幅度<峰-峰值)为200mv^波器CH1 监测).调整单调谐放大器地电容1C2,使放大器地输出为最大值<示波器CH2监测)•此时回路谐振于6.3MHZ.比较此时输入输出幅度大小,并算出放大倍数• RTCrpUDGiT②按照表1-2改变高频信号源地频率<用频率计测量),保持高频信号源输出幅度为200mv^波器CH监视),从示波器CH2±读出与频率相对应地单调谐放大器地电压幅值,并把数据填入表1-2. 5PCzVD7HxA表1-2③以横轴为频率,纵轴为电压幅值,按照表1-2,画出单调谐放大器地幅频特性曲线.3•观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性地影响顺时针调整1W1<此时1W1阻值增大),使10)1基极直流电压为1.5V,从而改变静态工作点•按照上述幅频特性地测量方法,测出幅频特性曲线•逆时针调整1W<此时1W,阻值减小),使10)1基极直流电压为5V,重新测出幅频特性曲线•可以发现:当1W1加大时,由于I CQ 减小,幅频特性幅值会减小,同时曲线变“瘦”<带宽减小);而当1W1减小时,由于I CQ加大,幅频特性幅值会加大,同时曲线变“胖”<带宽加大).jLBHrnAlLg4 •观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性地影响当放大器工作于放大状态下,按照上述幅频特性地测量方法测出接通与不接通 1R3地幅 频特性曲线•可以发现:当不接1R3时,集电极负载增大 ,幅频特性幅值加大,曲线变“瘦” ,Q 值增高,带宽减小.而当接通1R3时,幅频特性幅值减小,曲线变“胖” ,Q 值降低, 带宽加大• XHAQX74J0X用扫频仪测出接通与不接通 1R3地幅频特性曲线,如下图:不接1R3时地幅频特性曲线接1R3时地幅频特性曲线六、实验报告要求1 •对实验数据进行分析,说明静态工作点变化对单调谐放大器幅频特性地影响,并画出相应地幅频特性•2•对实验数据进行分析,说明集电极负载变化对单调谐放大器幅频特性地影响,并画出相应地幅频特性•3 •总结由本实验所获得地体会1Q01基极直流电压为1.5V 时扫频曲线1Q01基极直流电压为5V 时扫频曲线实验3电容三点式LC振荡器'、实验准备1做本实验时应具备地知识点:三点式LC振荡器西勒和克拉泼电路电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作地影响2•做本实验时所用到地仪器:LC振荡器模块双踪示波器万用表二、实验目地1熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统;2•掌握电容三点式LC振荡电路地基本原理,熟悉其各元件功能;3•熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率地影响;4•熟悉负载变化对振荡器振荡幅度地影响.三、实验电路基本原理1.概述LC振荡器实质上是满足振荡条件地正反馈放大器• LC振荡器是指振荡回路是由LC元件组成地•从交流等效电路可知:由LC振荡回路引出三个端子,分别接振荡管地三个电极,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• LDAYtRyKfE在几种基本高频振荡回路中,电容反馈LC振荡器具有较好地振荡波形和稳定度路形式简单,适于在较高地频段工作,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M HZ〜GHZ . Zzz6ZB2Ltk2.LC振荡器地起振条件一个振荡器能否起振,主要取决于振荡电路自激振荡地两个基本条件,即:振幅起振平衡条件和相位平衡条件•3.LC振荡器地频率稳定度频率稳定度表示:在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率地相对变化程度,常用表达式:△ f。
实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备1.做本实验时应具备的知识点:●三点式LC振荡器●西勒和克拉泼电路●电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响2.做本实验时所用到的仪器:●LC振荡器模块●双踪示波器●万用表二、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统;2.掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理,熟悉其各元件功能;3.熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响;4.熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
三、实验电路基本原理1.概述LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。
LC振荡器是指振荡回路是由LC元件组成的。
从交流等效电路可知:由LC振荡回路引出三个端子,分别接振荡管的三个电极,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~GHZ。
2.LC振荡器的起振条件一个振荡器能否起振,主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件,即:振幅起振平衡条件和相位平衡条件。
3.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示:在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度,常用表达式:Δf0/f0来表示(f0为所选择的测试频率;Δf0为振荡频率的频率误差,Δf0=f02-f01;f02和f01为不同时刻的f0),频率相对变化量越小,表明振荡频率的稳定度越高。
由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素,所以要提高频率稳定度,就要设法提高振荡回路的标准性,除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外,其振荡管可以采用部分接入,以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响,还可采用负温度系数元件实现温度补偿。
《高频电子电路》课程实验报告电容值为50pf:电容值为100pf:电容值为150pf:电容值为200pf:电容值为250pf:电容值为300pf:电容值为350pf:克拉泼振荡电路:电容值为10pf:电容值为50pf:电容值为100pf:电容值为150pf:电容值为200pf:电容值为250pf:电容值为300pf:电容值为350pf:总结:(1)克拉泼电路的振荡频率几乎与C1、C2无关,克拉泼电路的频率稳定度比电容三点式电路要好,但是克拉泼电路只能用作固定频率振荡器或者波段覆盖系数较小的可变频率振荡器。
(2)西勒电路频率稳定性好,振荡频率可以较高,可用作波段振荡器。
1.LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。
LC振荡器是指振荡合理选择振荡管的静态工作点,对振荡器工作的稳定性及波形的好坏,有一定的影响,偏置电路一般采用分压式电路。
当振荡器稳定工作时,振荡管工作在非线性状态,通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。
若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅,则将使振荡回路的等效Q值降低,输出波形变差,频率稳定度降低。
因此,一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区,靠近截止区。
(2)振荡频率f的计算:振荡频率主要由L、C和C3决定。
(3)反馈系数F的选择:反馈系数F不宜过大或过小,一般经验数据F≈0.1~0.5,本实验取F=0.35.克拉泼和西勒振荡电路6.电容三点式LC振荡器实验电路图中3K05打到“S”位置(左侧)时为改进型克拉泼振荡电路,打到“P”位置(右侧)时,为改进型西勒振荡电路。
3K01、3K02、3K03、3K04控制回路电容的变化。
调整3W01可改变振荡器三极管的电源电压。
3Q02为射极跟随器。
3TP02为输出测量点,3TP01为振荡器直流电压测量点。
3W02用来改变输出幅度。
《自测题、思考题与习题》参考答案第1章自测题一、1.信息的传递;2.输入变换器、发送设备、传输信道、噪声源、接收设备、输出变换器;3.振幅、频率、相位;4.弱、较大、地面、天波;5.高频放大器、振荡器、混频器、解调器;6.提高通信传输的有效性、提高通信传输的可靠性。
二、1.D ;2.A ;3.D ;4.B ;5.C ;6.A 。
三、1.×;2.×;3.×;4.√;5.√;6.√。
思考题与习题1.1答:是由信源、输入变换器、输出变换器、发送设备、接收设备和信道组成。
信源就是信息的来源。
输入变换器的作用是将信源输入的信息变换成电信号。
发送设备用来将基带信号进行某种处理并以足够的功率送入信道,以实现信号的有效传输。
信道是信号传输的通道,又称传输媒介。
接收设备将由信道送来的已调信号取出并进行处理,还原成与发送端相对应的基带信号。
输出变换器将接收设备送来的基带信号复原成原来形式的信息。
1.2答:调制就是用待传输的基带信号去改变高频载波信号某一参数的过程。
采用调制技术可使低频基带信号装载到高频载波信号上,从而缩短天线尺寸,易于天线辐射,实现远距离传输;其次,采用调制技术可以进行频分多路通信,实现信道的复用,提高信道利用率。
1.3答:混频器是超外差接收机中的关键部件,它的作用是将接收机接收到的不同载频已调信号均变为频率较低且固定的中频已调信号。
由于中频是固定的,且频率降低了,因此,中频选频放大器可以做到增益高、选择性好且工作稳定,从而使接收机的灵敏度、选择性和稳定性得到极大的改善。
1.4解:根据c fλ=得:851331010m =100km 310c f λ⨯===⨯,为超长波,甚低频,有线传输适用于架空明线、视频电缆传输媒介,无线传输适用于地球表面、海水。
823310300m 100010c f λ⨯===⨯,为中波,中频,有线传输适用于架空明线、视频电缆传输媒介,无线传输适用于自由空间。
《高频电子线路》课程简介本课程是以通信系统为主要研究对象,研究构成发送、接收设备的各单元电路、典型线路对模拟通信方式的调制(调幅、调频)、解调(检波、鉴频)、混频、振荡的原理作了详细的理论分析;在此基础上对各种典型的实现电路作了详细的工作原理分析;提出了各种电路的性能要求。
它以理解概念、实现功能为主。
在讲述器件和电路特点的同时,重点介绍了各种电路的机理强调了概念的应用、功能的实现;同时理论与实践相结合,电路紧密围绕通信系统,使学生在学习理论的同时建立起整机的概念。
绪论:介绍了通信系统中接收设备、发送设备的组成框图及简单的工作原理。
无线电信号的传输方法。
第一章重点介绍了 LC 谐振回路的选频特性及其质量指标;介绍了阻抗变换网络以及其他形式的各种滤波器。
第二章讨论高频小信号放大器的电路组成及性能分析,给出了晶体管的高频小信号特性。
第三章介绍了高频功率放大器的基本电路组成,性能分析的方法与典型的高频功率放大器电路。
第四章讨论正弦波振荡器的电路组成,产生振荡的条件,以及各种正弦波振荡器的典型电路。
第五章重点介绍频谱搬移电路的基本原理;相乘器电路的分析,集成模拟相乘器的电路组成及其分析;振幅调制、振幅解调与混频电路的性能分析第五章主要介绍了角度调制与解调的基本原理,实现频率调制与解调的基本方法;典型的频率调制与解调电路的原理分析及性能指标的计算。
教学计划绪论(2课时)第一章选频网络与阻抗变换(2课时)第二章高频小信号放大器(6课时)§2.1 概述§2.2高频小信号放大器§2.2放大器的稳定性分析第三章高频功率放大器(6课时)§7.1谐振功率放大电路的工作原理§7.2谐振功率放大器的性能特点§7.3谐振功率放大器电路§7.4功率合成电路第三章正弦波振荡器(10课时)§3.1反馈振荡器的工作原理§3.2LC正弦波振荡器§3.3LC振荡器的频率稳定度§3.4晶体振荡器§3.5RC振荡器第四章频谱搬移电路(12课时)§4.1 频谱搬移电路的组成模型§4.2 相乘器电路§4.3混频电路§4.4 振幅调制与解调电路。