高频振荡器实验3

为此,振荡器是各种高频电路中最基本和常用的单元线路,也 是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电路。 厚德博学 追求卓越
三、实验应知知识
LC振荡器 按选频 反馈振荡器 回路元 件性能 晶体振荡器 RC振荡器 在实际工程领域，振荡器应用 广泛，其分类方法： 按振 荡原 正弦波 理分 振荡器
LC振荡器的振荡频率比较 高，一般为几百KHZ以上 振荡频率稳定度高， 振荡频率同上。
晶体振荡器
并联型
皮尔斯
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三、实验应知知识
4.反馈振荡器的电路组成 4.1 反馈振荡器的电路组成 正弦波反馈振荡器主要由三个部分构成
① 放大网络
以有源器件为主体，起能量转换作用，将直流电源提 供的能量，通过振荡系统转换成固定频率的交流能量，即 构成驱动系统。 反馈网络 电源 放大网络 选频网络
电容 Cb与Cc提供交流通路 对高次谐波呈高阻抗，因此对
高次谐波的反馈较强，使波形 高频等效电路为： 失真大； 2、电感反馈三端电路的振荡 频率不能做得太高，这是因为 频率太高， L太小且分布参数 L2 L1 的影响太大。
C
馈较强，容易起振；
Cc Rb1 BT Rb2
L1
Ec
L2
电压是在电感上获得，而电感 Re
实验预习内容
1、说明正弦波振荡器在无线收发系统中的位臵? 2. 指出评价振荡器性能的主要技术指标？ 3、画出常见LC正弦波振荡器的基本电路？ 4、实验用正弦波振荡器如图所示，请画出电容并联改进LC正弦 波振荡器的交流等效电路？
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本章知识点及结构
电路构成（有哪几部分？不同形式电路的优缺点 比较？） 正 弦 波 振 荡 器
－

＋
Vo
－
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三、实验应知知识
三、电路工作原理
电路框图如图所示 接通电源瞬间，电路产生脉动电流。含有丰富的谐波 利用LC回路的选频作用，对脉动信号的某次谐波谐振，产生对某单一频率 的信号输出。
＋

Av
＋

＋

k fv
＋

Vi 谐振放大器 Vo
－ － －
Vo 正反馈网络 Vf
Rc Rb1 BT Rb2 C1
C4 L
Cc C3
Ec
Re
Ce
C2
1 fo 2 LC 3 C 4 厚德博学 追求卓越
三、实验应知知识
6.5 石英晶体的基本特性
1.定义：用石英晶体谐振器控制并稳定高频振荡频率的振荡 电路称为石英晶体振荡（简称晶振） 2.石英晶体性能特点: i.具有压电效应 3.优点：Qq很高，约 频率稳定度很高，约 ； ； 厚德博学 追求卓越
遵循以上两个原则才能 满足： 相位条件
不与晶体管发射 极相联结的另一 电抗X3的性质必 须与其相反。即 厚德博学 追求卓越 与Bc间性质相反
考毕兹电路的优点：
三、实验应知知识
C1 C 2 LC1C 2
1）电容反馈三端电路的振荡 §6 实际常见三点式LC正弦波振荡器的电路分析 波形好。 2）电路的频率稳定度较高， 实际工程中，常见的三端式振荡器有四种基本电路 适当加大回路的电容量，就 1 6.1电容反馈三端式振荡器(考毕兹电路) 可以减小不稳定因素对振荡 fo 频率的影响。 2 实际电路组成如图示： 3）电容三端电路的工作频率 电阻RB1,RB2、RC、RE构成直流偏臵电路 可以做得较高，可直接利用 RE、构成交直流自给偏压电路 振荡管的输出、输入电容作 为回路的振荡电容。它的工 L、C1、C2构成LC振荡回路，反 作 频率可做到几十 到几 馈电压取自电容 CMHz 2。故称三点 百MHz的甚高频波段范围。
工作原理（功能？如何实现功能？）
性能指标（有哪些？如何计算或评价）
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放大器与振荡器比较
1、相同点：放大器的实质与振荡器的实质相同； 都为(能量转换器件)即将直流电源的能量 转换为交流能量。 2、不同点：放大器需在外加信号的激励下,将 直流电源的能量转换为交流能量。 而振荡器是在没有外加信号的情况下，自 动地将直流电源的能量转换为交流振荡能量的 装臵。 ——自激振荡
三、实验应知知识
6.4 并联型改进电容三端式振荡器(西勒(Seiler)电路)
电路组成如图示： 与克拉泼振荡电 特点是在克拉泼电路的基础上，用 路相比，在电感 L 上并联一个电容。 一电容 C4与原电路中的L相并联。 它有以下特点： 功用是保持了晶体管与振荡回路 1、振荡幅度比较 弱藕合，振荡频率的稳定度高， 稳定； 调整范围大。 Cb 2、振荡频率可以 高频等效电路为： 比较高，如可达 千兆赫；频率覆 盖率比较大，可 达1.6-1.8； C 1 C2 所以在一些 C3 短波、超短波通 L B A 信机，电视接收 振荡频率 C4 机中用的比较多。
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振荡器的种类 正弦波振荡器、非正弦波振荡器
（从振荡波形分）
反馈式振荡器、负阻式振荡器
（从振荡器特性分）ຫໍສະໝຸດ 不同类型的正弦波振荡器所适宜的工作频段
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实
验
三
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实验知识准备
1．做本实验时应具备的知识点：
问题
i.三点式LC 振荡器的基本组成特点。 ii.三点电容、三点电感、克拉泼、西勒振荡电路。 iii.静态工作点、反馈系数、等效Q 值对振荡器工作的影响。 iiii.石英晶体的特性与晶体振荡器特点。 iiiii.串联型晶体振荡器电路。
§4 反馈型正弦波振荡器的电路构成与工作原理 一、基本含义： 凡是从输出信号中取出一部分反馈到输入端作为输入信 号，勿须外部提供激励信号，能产生持续等幅正弦波输出， 称为反馈型正弦波振荡器。
二、电路构成框图
＋ ＋
反馈型振荡器一般由三大部分组成。 2 谐振回路
＋
3 Vf 正反馈网络 －
Vf

1 Vi 放大电路 －
6.2 电感反馈三端式振荡器(哈特莱电路) 哈特莱电路的优点：
1、L1、L2之间有互感，反 电路组成如图示：
直流偏臵电路Rb1,Rb2决定了起振时电路 2、振荡频率调节方便，只 的工作点 要调整电容C的大小即可。 当振荡以后 R e C e构成自给偏压电路 3、而且C的改变基本上不 影响电路的反馈系数。 L1、L2与C电路构成振荡回路， 电路的缺点： 反馈电压取自电感L2，故称三 Cb 1点电感反馈。 、振荡波形不好，因为反馈
三、实验应知知识
§1.振荡器的定义:
所谓振荡器是指：在没有激励信号的情况下，能自动的将 直流电源能量转换为具有一定波形、一定频率和一定幅度的周 期性交流信号输出的电子电路。 发射机(载波频率f ） 2 振 荡 器 的 用 途
作为信号源 广泛应用于

各类电子设备 高频加热设备 医疗仪器
C
接收机（本地振荡频率fL） 仪器仪表振荡源 数字系统时钟信号
晶体管有三个电极（B、E、C） 分别与三个电抗性元件相连接 形成三个接点
c b
X1
e
X2
故称为三点式振荡器
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三、实验应知知识
三点式 (又称三端式)振荡器要实现振荡，必须遵循两个原则 c e
X1 X3 X2
原 则 一
b
原 则 二
与晶体管发射 极相联结的电 抗X1、X2性质 适当选择X1与X2的比值就 能满足：振幅条件 必须相同。
－ －
Vf
＋ 谐振放大器输出的信号电压经反馈网络产生回授电压 uf，作为正回授反 馈到基极。且uf>ui。经放大后再输出，再回授。

厚德博学 追求卓越 振荡器只要满足A*F>1，振荡器则周而复始形成对某单一频率信号放大 —回
三、实验应知知识
§5 三点式LC正弦波振荡器的电路构成与工作原理
一. 定义： 用LC串、并联谐振回路作为选频和移相网络的振荡器。 称为三点式LC振荡器。 二.什么是三点或(三端)式振荡器？
二、实验内容
1、三端式与晶体高频振荡器电路结构与特点的研究。 2、电容三点式LC振荡器静态工作点的调整与测量。 3、测定三端式与晶体振荡器的振荡频率与振荡幅度. 4、研究反馈系数不同时,起振点、振幅与工作电流的关系. 5、研究负载电阻不同时,振荡器振幅与频率的关系。 6、测试、分析并比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。 厚德博学 追求卓越

电容反馈。电容CB提供交流同路。
电路的缺点：
调高频等效电路为： C1或C2来改变振荡频 率时，反馈系数也将改变。 但只要在L两端并上一个可变 电容器，并令C1与C2为固定 电容，则在调整频率时，基 C2 C1 本上不会影响反馈系数。 L
厚德博学 追求卓越 电容反馈三端电路的振荡频率为
三、实验应知知识
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三、实验应知知识
6.6 石英晶体振荡器电路分析 •1. 并联型晶振电路：晶体JT→L(ωs <ωosc<ωp ) •1) 皮尔斯振荡器（JT 等效电容三点式中的电感）
2.通过本实验，加深对LC三点式正弦波振荡电路与晶体振荡电路的 组成、工作原理的理解与掌握，并且能进一步了解正弦波振荡电路 的基本起振条件。掌握三点式与晶体式正弦波振荡的基本特性，熟 悉和掌握对振荡电路的分析方法。 3.在实验过程中，通过调测振荡电路，掌握LC三点式与晶体振荡 电路的各项技术指标的测试技能。 厚德博学 追求卓越
做一个实验: 若在石英晶片两端加一信号源，观察流过晶体的电流与它二 端电压的关系 现象：
当ω>ωs 当ω=ωs 当ω<ωs
电流滞后电压90O；呈感性 电流最大，且与电压同相，呈纯阻性； 电流超前电压90O ；呈电容性
结论： 可见石英晶片可等效为Lq、Cq、rq串联与LqCo并联的谐振回路。 一般 Lq：几毫亨～几百亨