一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
2.掌握LC振蕩器幅頻特性的測量方法;
3.掌握電源電壓變化對(duì)LC振蕩器的振蕩幅度和頻率的影響;
4.了解靜態(tài)工作點(diǎn)、耦合電容、反饋系數(shù)、品質(zhì)因數(shù)Q值對(duì)振蕩器振蕩幅度和頻率的影響;
5.了解負(fù)載變化對(duì)LC振蕩器振蕩幅度的影響。
二、實(shí)驗(yàn)原理
(一)電路與工作原理
電容三點(diǎn)式LC振蕩器——考畢茲振蕩電路見圖3-1所示。
電感三點(diǎn)式LC振蕩器——哈特萊振蕩電路見圖3-2所示。
串聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式LC振蕩器——克拉潑振蕩電路見圖3-3所示。
并聯(lián)改進(jìn)型電容三點(diǎn)式LC振蕩器——--西勒振蕩電路見圖3-4所示。
圖3-1 電容三點(diǎn)式考畢茲振蕩電路
圖3-2 電感三點(diǎn)式哈特萊振蕩電路
(1)圖3-3克拉波電路中,串聯(lián)電容C1、C2和C構(gòu)成總電容。因?yàn)镃1(300pF)>>C(75pF),C2(1000pF)>>C(75pF),故總電容約等于C,所以振蕩頻率主要由L和C決定。
(2)圖3-4西勒振蕩電路中,電容C1、C2和C3的串聯(lián)值后與電容C相并。因?yàn)镃1(300pF)>>C3(75pF),C2(1000pF)>>(75pF),故總電容約等于C+C3,所以振蕩頻率主要由L、C和C3決定。
反饋系數(shù) F=F1:F2,反饋系數(shù)F不宜過大或過小,一般經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)F≈0.1~0.5,本實(shí)驗(yàn)取0.3。
(二)實(shí)驗(yàn)電路
電路原理圖如圖3-5所示。
當(dāng)1K01撥到“串S”位置時(shí),為改進(jìn)型克拉潑振蕩電路;
當(dāng)1K01撥到“并P”位置時(shí),為改進(jìn)型西勒振蕩電路。
開關(guān)1S03的作用是控制回路電容的變化,調(diào)整1W01可改變振蕩器三極管的電源電壓;1Q02為射極跟隨器,1TP02為振蕩器直流電壓測量點(diǎn),1W02用來改變輸出幅度。
圖3-5 LC振蕩器電原理圖
LC振蕩器在模塊中的單元標(biāo)號(hào)為3,位于該子板卡上的左部,如圖3-6所示 。
圖3-6 LC振蕩器子板卡(左部)
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1.測量“串S”克拉潑振蕩電路幅頻特性;
2.測量“并P”西勒振蕩電路幅頻特性。
四、實(shí)驗(yàn)步驟
(一)模塊上電
LC振蕩器及三極管混頻器子板接通電源,即可開始實(shí)驗(yàn)。
(二)測量振蕩電路的幅頻特性
1.西勒振蕩電路的幅頻特性
將1K01撥至“并P”側(cè),此時(shí)振蕩電路為西勒電路。示波器接1TP02,頻率計(jì)接1P01。調(diào)整1W02,使輸出適中。1S03分別控制1C06(10pF)、1C07(50 pF)、1C08(100 pF)、1C09(150 pF)接入電路,開關(guān)往上撥為接通(“1”),往下?lián)転閿嚅_(“0”),四個(gè)開關(guān)接
通的不同組合,可以控制電容的變化。按照表3-1,將測量結(jié)果記于表中。(注,表中1S03的狀態(tài)分別對(duì)應(yīng)開關(guān)從左到右的1234。)選擇C為150pF時(shí),分別順時(shí)針調(diào)整1W01和1W02,觀察波形變化。如果在開關(guān)轉(zhuǎn)換過程中振蕩器停振,可調(diào)整1W01,使之恢復(fù)振蕩。
表3-1西勒振蕩電路的幅頻特性
2.克拉潑振蕩電路的幅頻特性
將1K01撥至“串S”位,振蕩電路轉(zhuǎn)換為克拉潑電路。
按照上述方法,測出振蕩頻率和輸出電壓,并將測量結(jié)果記于表3-2中。選擇C為150pF時(shí),分別順時(shí)針調(diào)整1W01和1W02,觀察波形變化。
五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1.分別繪制西勒振蕩器、克拉潑振蕩器的幅頻特性曲線,并分析比較。
西勒振蕩電路:隨著電容增大,振蕩頻率降低;由于電路為并聯(lián)諧振,頻率增大則諧振電阻增大,輸出電壓隨之增大。
克拉潑振蕩電路:當(dāng)C為10pF時(shí)電路不振蕩,是因?yàn)榛芈房傠娙葜饕Q與C3與C的并聯(lián),C3值很小且C也很小時(shí),放大器增益會(huì)變小,幅度下降,可能出現(xiàn)停振;隨著電容增大,振蕩頻率降低;由于電路為串聯(lián)諧振,頻率增大則諧振電阻減小,輸出電壓隨之減小。
2.選擇C為150pF時(shí),分別順時(shí)針調(diào)整1W01和1W02,說明波形變化原因。
只調(diào)整1W01,波形幅度變大;只調(diào)整1W02,波形幅度變小。觀察到西勒電路從無到有到無;而克拉潑電路最初就有一定幅度的波形,然后增峰頂,最后消失。
3.總結(jié)實(shí)驗(yàn)體會(huì)
通過這次實(shí)驗(yàn)基本掌握了電容三點(diǎn)式LC振蕩電路的基本原理,熟悉其各元件功能,熟悉靜態(tài)工作點(diǎn)、耦合電容、反饋系數(shù)、等效Q值對(duì)振蕩器振蕩幅度和頻率的影響.
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