LC正弦波振荡器仿真实验
LC三点式正弦波振荡器实验
4．回路Q值和IEQ对频率稳定度的影响
1）Q值变化时，对振荡频率稳定度的影响
，IEQ=2mA，CT=100pF， 分别改变R值，使其值分别为1KΩ、10KΩ、110KΩ， 记录电路的振荡频率， 注意观察频率显示后几位数 的跳动情况。填入表1-37中，并说明R取哪种值的情 况下稳定度最好。
C 100pF 测试条件： C ' 1200pF
图3-1：LC三点式振荡器基本组成形式
图1-83：LC三点式振荡器基本组成形式
本实验主要研究电容三点式振荡器， 电路如图1-84所示。
2. 基本工作原理：
电路采用串联式电容反馈三 点式振荡器的改进型电路，也称 克拉波电路。采用分压式电流负 反馈偏置电路，调整RP可获得合 适的静态工作点。C1，C2为交流 耦合电容，正反馈电压取自C，两 端，改变C和C，的比值，可以改 变反馈深度，以满足振荡的振幅 条件。 此电路的振荡频率为：
5．选做内容：石英晶体-振荡器
1）按要求连好电路
2）静态工作点测试，记录IEQmin、IEQmax； 3）测量当工作点在上述范围内（至少3个点） 的振荡频率及振荡幅度（RL取110KΩ）； 4）RL分别取110K Ω ，10K Ω ，1K Ω时， 测出振荡频率f，并观察频率的稳定度。 （与LC三点式振荡器相比较）。
取：CT=100pF， C、C’分别为下列三组数据：
C=C3=100pF，C’=C4=1200pF； C=C5=120pF，C’=C6=680pF； C=C7=680pF，C’=C8=120pF 调节电位器Rp ，使IEQ（静态值，即断开C1后 调IEQ，调好后再接上C1），分别为0.5，0.8，2.0， 3.0，4.0所标各值，用示波器分别测出各个振荡幅 度（峰峰值）。将所得的值填入表1-36中。
LC正弦波振荡器虚拟实验报告_SEUradio
f0
1 2 π LC 以及实验数据可得，C2 减小，谐振频率增大。
（2）由理论式 A=L1/L2 以及实验数据可得，L1 增大，放大器的电压增益 A 增大，振荡 频率减小。 （3）三次实验放大器输入输出端信号的相位差分别为 179.12，178.76，178.46，满足正反 馈要求。
3、影响电容、电感三点式振荡频率的主要因素是什么？ 答：影响电容、电感三点式振荡频率的主要因素为回路电容、回路电感的大小。
相位 差 179.12 178.75 178.46
谐振频率 f0 测量值 (kHz) 5.132 7.198 10.917 理论值 (kHz) 4.983 7.047 10.983
（5mH,100uH,200nF） （5mH,100uH,100nF） （2m昕
思考和分析
1、根据电容三点式振荡电路的测量数据表格，回答：
（1）分析电感值L1改变对谐振频率有何影响？ （2）分析电容值C2改变对放大器的电压增益和振荡频率有何影响？ （3）放大器输入输出端信号的相位差为多少，是否满足正反馈要求？ 答： （1） 由理论式
f0
1 2 π LC
=
1 C1C2 及实验数据可得 L1 减小， 谐振频率增大。 2 π L C1 C2
（2）由理论式 A=C2/C1 以及实验数据可得，C2 增大，放大器的电压增益 A 增大，振荡频 率减小 （3）三次实验放大器输入输出端信号的相位差分别为 164.176、168.75、169.57，在误差 范围内满足正反馈要求。由实验示波器所示波形可见波形稳定。
2、根据电感三点式振荡电路的测量数据表格，回答： （1）分析电容值C2改变对谐振频率有何影响？ （2）分析电感值L1改变对放大器的电压增益和振荡频率有何影响？ （3）放大器输入输出端信号的相位差为多少，是否满足正反馈要求？ 答： （1）由理论式
实验2--正弦波振荡器(LC振
实验2 正弦波振荡器（LC振荡器和晶体振荡器）一．实验目的1.把握电容三点式LC振荡电路和晶体振荡器的大体工作原理，熟悉其各元件的功能；2.把握LC振荡器幅频特性的测量方式；3.熟悉电源电压转变对振荡器振荡幅度和频率的阻碍；4.了解静态工作点对晶体振荡器工作的阻碍，感受晶体振荡器频率稳固度高的特点。
二．实验内容1.用示波器观看LC振荡器和晶体振荡器输出波形，测量振荡器输出电压峰-峰值，并以频率计测量振荡频率；2.测量LC振荡器的幅频特性；3.测量电源电压转变对振荡器的阻碍；4.观看并测量静态工作点转变对晶体振荡器工作的阻碍。
三．实验步骤1.实验预备插装好LC振荡器和晶体振荡器模块，接通实验箱电源，按下模块上电源开关，现在模块上电源指示灯点亮。
2.LC 振荡实验（为避免晶体振荡器对LC振荡器的阻碍，应使晶振停振，即将3W03顺时针调到底。
）（1）西勒振荡电路幅频特性的测量3K01拨至LC振荡器，示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3P02。
调整电位器3W02，使输出最大。
开关3K05拨至“P”，现在振荡电路为西勒电路。
四位拨动开关3SW01别离操纵3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是不是接入电路，开关往上拨为接通，往下拨为断开。
四个开关接通的不同组合，能够操纵电容的转变。
例如开关“1”、“2”往上拨，其接入电路的电容为10P+50P=60P。
依照表2-1电容的转变测出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰-峰值V P-P），并将测量结果记于表中。
表2-1依照所测数据，分析振荡频率与电容转变有何关系，输出幅度与振荡频率有何关系，并画出振荡频率与输出幅度的关系曲线。
注：若是在开关转换进程中使振荡器停振无输出，可调整3W01，使之恢复振荡。
（2）克拉泼振荡电路幅频特性的测量将开关3K05拨至“S”，振荡电路转换为克拉泼电路。
依照上述（1）的方式，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表2-1中。
实验十三LC正弦波振荡器
实验十三 LC 正弦波振荡器一、实验目的1、 掌握变压器反馈式LC 正弦波振荡器的调整和测试方法2、 研究电路参数对LC 振荡器起振条件及输出波形的影响 二、实验原理LC 正弦波振荡器是用L 、C 元件组成选频网络的振荡器，一般用来产生1MHz 以上的高频正弦信号。
根据LC 调谐回路的不同连接方式，LC 正弦波振荡器又可分为变压器反馈式（或称互感耦合式）、电感三点式和电容三点式三种。
图13－1为变压器反馈式LC 正弦波振荡器的实验电路。
其中晶体三极管T 1组成共射放大电路，变压器T r 的原绕组 L 1（振荡线圈）与电容C 组成调谐回路，它既做为放大器的负载，又起选频作用，副绕组L 2为反馈线圈，L 3为输出线圈。
该电路是靠变压器原、副绕组同名端的正确连接（如图中所示），来满足自激振荡的相位条件，即满足正反馈条件。
在实际调试中可以通过把振荡线圈L 1或反馈线圈L 2的首、末端对调，来改变反馈的极性。
而振幅条件的满足，一是靠合理选择电路参数，使放大器建立合适的静态工作点，其次是改变线圈L 2的匝数，或它与L 1之间的耦合程度，以得到足够强的反馈量。
稳幅作用是利用晶体管的非线性来实现的。
由于LC 并联谐振回路具有良好的选频作用，因此输出电压波形一般失真不大。
振荡器的振荡频率由谐振回路的电感和电容决定式中L 为并联谐振回路的等效电感（即考虑其它绕组的影响）。
振荡器的输出端增加一级射极跟随器，用以提高电路的带负载能力。
图13－1 LC 正弦波振荡器实验电路三、实验设备与器件1、 ＋12V 直流电源2、双踪示波器3、 交流毫伏表4、直流电压表5、 频率计6、振荡线圈7、 晶体三极管 3DG6×1(9011×1)LC2π1f 03DG12×1(9013×1)电阻器、电容器若干。
四、实验内容按图13－1连接实验电路。
电位器R W置最大位置，振荡电路的输出端接示波器。
LC正弦波振荡器基本特性的测试
LC 正弦波振荡器基本特性的测试一、实验目的1.掌握LC 三点式振荡电路的基本原理，掌握LC 电容三点式振荡器设计及 电参数的计算2.掌握振荡回路Q 值对频率稳定度的影响3.掌握振荡器反馈系数不同时，静态工作电流I EQ 对振荡器起振及振幅的影响 二、实验仪器L2ROUT图1-1 LC 电容反馈式三点振荡器原理图三、预习要求1.复习LC 振荡器的工作原理2.分析图1-1电路的工作原理，及各元件（组件）的作用，并计算晶体管静态工作电流Ic 的最大值（设晶体管的β值为50）。
3.实验电路中，L1=3.3uH, C=120pf,C ’=680pf ，计算当C T =50pf, C T =150pf 时振荡频率各为多少?四、实验内容及步骤实验电路见图1-1，实验前根据图1-1所示的原理图在实验板上找到相应的器件及插孔并了解其作用。
1.检查静态工作点（1）在实验板+12V 插孔上接入+12V 直流电源，注意电源极性不能接反。
（2）反馈电容C ’ (C ’=680pf)不接，C 接入，用示波器观察振荡器停振的情况。
注意：连接的接线要尽量短。
（3）改变电位器Rp ，测得晶体管的发射极电压V E ,V E 可连续变化，记下V E 的最大值，计算I E 值: I E =EEV R 设：R E =1K Ω 2.振荡频率与振荡幅度的测试实验条件：I E =2mA 、C=120pf 、C’=680pf 、R L =110K Ω（1）改变电容C T , 并分别接为C9,C10,C11时，记录相应的频率值，并填入表3-1。
（2）改变电容C T ，并分别接为C9,C10,C11时，用示波器测量相应的振荡电压的峰峰值Vp-p ，并填入表1-1：1.双踪数字存储示波器2.万用表3.实验板G13.测量当C,C’不同时，起振点,振幅与工作电流I EQ的关系(R=110KΩ)(1) 取C=C3=100pf、C’=C4=1200pf,调电位器R P使I EQ（静态值）分别为表1-2所示的各值，用示波器测量输出振荡幅度，并填入表1-2。
LC正弦波振荡器仿真实验
LC正弦波振荡器仿真实验1电容三点式(1) (C1 , C2, L1)=(100nF,400nF,10mH)(2) (C1 , C2, L1)=(100nF,400nF,4mH)Oscilloscope-XSClTime-ChanndjS.ChflnndJ27.342 ms603.146frtV-5.577 V ReverseT2 * +2X401 im-l-SH V4,297 VT2-TI5a. 712 LB-Z«2¥9.374 V Xu Fi!-. hinnpfIVne base Charnel 占Chamd E rnogerScale；SOusE :Scab： 11 V/Ofv5cate ；.2 V/Dw Ed^e-SE E |ExtD Tpog.tDw): 0r piM i0D4v)： D Level:fl v1B/A AC 'O|[K]• |K|[~Q~[bir|• Sngte AutoSpectrum andllyzer-XSA1i(C I ,C2,L I )U o /V Ui/V增益A相位 差 谐振频率f o /KHz 测量值 理论值 测量值 理论值 (100 nF ,400nF,10mH) 9.246 2.281 4.053 4 1.063*n5.959 5.627 15.567ms15.472ms (100 nF,400nF,4mH) 9.874 2.462 4.010 4 1.042*n8.851 8.897 27.401ms 27.342ms (100 nF,900nF,4mH)10.302 1.143 9.01391.032*n8.0258.38814.575ms14.514msa.asi^-s^.2H3 v <Entefd9LnSpan: IM kHz Rai^e: 2|Start: 1 kH?Ref! DdBGenter: 51Resihjtion freq: &>d: 101鴉1ItflzLOW kHzStarE Sbqp Reverse Sh (MM redder. Set...Span oaitrolSet span壬⑴ 翼即Fili qpanFrequmvAntpilu^Inpul « Tr 沟ger(3) (C1 , C2, L1)=(100nF,900nF,4mH)结果分析：增益A=C 2/C 1,测量值与理论值之间相对误差均低于 1.5%，可能是读数引起的偶然误差所致；由于是反相放大器，相位差理论值为 n ，测量值与理论值接近，但都稍大于 n ，可能是读数或计算误差引起的；谐振频率测量值与理论值相对误差在 5%左右，可能是振荡器输出时的微小变化导致的。
实验2 正弦波振荡器(LC振荡器和晶体振荡器)
实验2 正弦波振荡器（LC振荡器和晶体振荡器）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；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．实验内容1.用示波器观察LC振荡器和晶体振荡器输出波形，测量振荡器输出电压峰-峰值，并以频率计测量振荡频率；2.测量LC振荡器的幅频特性；3.测量电源电压变化对振荡器的影响；4.观察并测量静态工作点变化对晶体振荡器工作的影响。
三．实验步骤1.实验准备插装好LC振荡器和晶体振荡器模块，接通实验箱电源，按下模块上电源开关，此时模块上电源指示灯点亮。
2.LC 振荡实验（为防止晶体振荡器对LC振荡器的影响，应使晶振停振，即将3W03顺时针调到底。
）（1）西勒振荡电路幅频特性的测量3K01拨至LC振荡器，示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3P02。
调整电位器3W02，使输出最大。
开关3K05拨至“P”，此时振荡电路为西勒电路。
四位拨动开关3SW01分别控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入电路，开关往上拨为接通，往下拨为断开。
四个开关接通的不同组合，可以控制电容的变化。
例如开关“1”、“2”往上拨，其接入电路的电容为10P+50P=60P。
按照表2-1电容的变化测出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰-峰值V P-P），并将测量结果记于表中。
表2-1根据所测数据，分析振荡频率与电容变化有何关系，输出幅度与振荡频率有何关系，并画出振荡频率与输出幅度的关系曲线。
注：如果在开关转换过程中使振荡器停振无输出，可调整3W01，使之恢复振荡。
（2）克拉泼振荡电路幅频特性的测量将开关3K05拨至“S”，振荡电路转换为克拉泼电路。
按照上述（1）的方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表2-1中。
实验二 LC正弦波振荡器实验
实验二 LC 正弦波振荡器实验一、实验目的1、观察LC 振荡器的产生和稳定过程，并检验谐振时环路增益AF=1。
2、观察电容和电感三点式振荡器的谐振频率。
3、研究影响振荡频率的主要因素。
4、研究LC 选频回路中电容或电感比值对维持振荡器所需的放大器电压增益的影响。
二、实验仪器1、示波器2、频谱仪3、高频电子线路试验箱三、实验原理一个反馈振荡器必须满足三个条件：起振条件（保证接通电源后能逐步建立起振荡）, 平衡条件（保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态）和稳定条件（保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏）。
1、电感三点式振荡器电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器，其原理电路如图2.1所示。
图中Ｃ1、Ｃ2 是回路电容，Ｌ是回路电感，Ｃb 、Ｃe 和Ｃc 分别是高频旁路电容和耦合电容。
一般来说，旁路电容和耦合电容的电容值至少要比回路电容值大一个数量级以上。
有些电路里还接有高频扼流圈，其作用是为直流提供通路而又不影响谐振回路工作特性。
对于高频振荡信号，旁路电容和耦合电容可近似为短路,高频扼流圈可近似为开路。
图2-1电容三点式振荡器回路谐振时，LC 回路呈纯阻抗，反馈系数 F 的表达式为21C C F = 不考虑各极间电容的影响，这时谐振回路的总电容量 C 为 C 1、C 2 的串联，即21111C C C +=∑振荡频率近似认为212102121C C C C L LC f +==ππ 为了维持振荡，放大器的环路增益应该等于 1，即 AF=1。
因为在谐振频率上振荡器的反馈系数21C C F =， 所以维持振荡的电压增益应该是 121C C F A == 2、电感三点式振荡电路电感三点式振荡器又称哈特莱（Hartley ）振荡器，其原理电路如图2-2所示。
其中Ｌ1,Ｌ2 是回路电感，Ｃ是回路电容，Ｃc 和Ｃe 是耦合电容，Ｃb 是旁路电容，Ｌ3 和Ｌ4 是高频扼流圈。
（ｂ）图为其共基组态交流等效电路。
利用类似于电容三点式振荡器的分析方法, 也可以求得电感三点式振荡器振幅起振条件和振荡频率, 区别在于这里以自耦变压器耦合代替了电容耦合。
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LC正弦波振荡器仿真实验
【实验目的】
（1）观察LC振荡器的产生和稳定过程，并检验谐振时环路增益AF=1.
（2）观察电容和电感三点式振荡器的谐振频率。
（3）研究影响震荡频率的主要因素。
（4）研究LC选频回路中电容或电感比值对维持振荡器所需的放大器电压增益的影响。
【实验内容】
1.电容三点式震荡回路测量
L1=10mH C2=400nf
L1=5mH C2=400nf
L1=5mH C2=1000nf
实验数据与理论值间的差异分析：
理论值:
增益：
分别算得三种情况下增益A应为4,4,10 测量值与理论值相差不大，分别为4.08，4.03,9.97基本可认为是读数误差了。
谐振频率:
分别算得三种情况下谐振频率为5.6KHZ，8.0KHZ，7.5KHZ，实际测得谐振频率分别为5.63KHZ，8.071KHZ，7.184kHz，大致相等，其误差也可以认为是振荡器的输出的微小变化所引起。
相位差：
理论上都应为放大器的输出电压UO与输入电压Ui反向，即,实际测得主要为167.7，170.9，174.9，频率的误差和读数误差，计算累计导致。
2.电感三点式振荡回路测量
L1=5mH C1=200nF
L1=5mH C1=100nF
L1=2mH C1=100nF
实验数据与理论值间的差异分析： 理论值: 增益： 1
2
L A L =
分别算得三种情况下增益A 应为50,50,20, 测量值与理论值相差不大，分别为50.2,50.0,20.0基本可认为是读数误差了。
谐振频率：
0122f L L L M =
=++
忽略其互感系数，分别算得理论值应为5.033k ，7.047k ，10.983k
,实际测得谐振频率分别为5.066k ，7.011k ，11.069k
，大致相等，其误差也可以认为是振荡器的输出的微小变化所引起。
相位差：
理论上都应为放大器的输出电压U O 与输入电压U i 反向，即0()180A ϕω=，实际测得为181.68,177.47,181.54，主要为频率的误差和读数误差，计算累计导致。
【思考和分析】
(1)根据电容三点式振荡电路的测量数据表格，回答： ○
1电感值L1改变对谐振频率有何影响？ ○
2电容值C2改变对放大器的电压增益和振荡频率有何影响？ ○
3放大器输入输出端信号的相位差为多少，是否满足正反馈要求？ 答：○1
理论分析，0
f ==
，电感值L 1变大，谐振频率变小， 实
际测得的确如此，由表中前两组数据可知。
○
2理论分析：增益：2
1
1C A F C ==
，电容值C 2变大，增益变大，
0f =
=
，电容值C 2变大，谐振频率变小，实际测得符合，由表
中 后两组数据可知。
○3放大器输入输出端信号的相位差为180，又Uf 和U0相位相反，所以 Uf 和Ui 同向，满足正反馈要求。
(2)根据电感三点式振荡电路的测量数据表格，回答： ○
1分析电容值C2改变对谐振频率有何影响？ ○
2分析电感值L1改变对放大器的电压增益和振荡频率有何影响？
○
3放大器输入输出端信号的相位差为多少，是否满足正反馈要求？ 答：○1
理论分析，0
122f L L L M ==++，电感值L1变大，谐振频率变小，实
际测得的确如此，由表中后两组数据可知。
○
2理论分析：增益：1
2
L A L = ，电容值C 2变大，增益不变，
0122f L L L M =
=++ ，电容值C 2变大，谐振频率变小，实际测得符合，由
表 中前两组数据可知。
○3放大器输入输出端信号的相位差为180，又Uf 和U0相位相反，所以 Uf 和Ui 同向，满足正反馈要求。
(3)影响电容、电感三点式振荡频率的主要因素是什么？
答：电容三点式：0f =
=
电感三点式：0122f L L L M =
=++
可见影响两种振荡器振荡频率的因素主要是：回路电容和电感。
此外：晶体管输入输出电容分别和两个回路电抗元件并联，影响回路的等效电抗元件参数，从而影响振荡频率。