LC振荡器讲解
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3LC三点式振荡器
3.1研究静态工作点对西勒电路振荡频率、幅 度及波形的影响
3.2研究反馈大小对西勒电路振荡频率、幅度 、直流与交流等效电路。 2.整理各个步骤的实验数据，并与理论值相比较，分
析误差可能的原因。 3分析静态工作点、反馈系数F对振荡器起振条件和
输出波形振幅的影响，并用所学理论加以分析。 4.比较上述三种振荡电路的特点，并分析原因。
二、实验原理及电路说明
图1：LC三点式振荡器基本组成形式
2、三种等效电路说明
图2 LC振荡器交流等效电路
三、实验内容与步骤
（一）LC振荡器（考毕兹 ,选做）
利用跳线端子和拨码开关将实验电路连接成考毕兹 电路（参考图3-8（a））,C1001(C1)=200 p, C1007=10np)其余参数选择如下设置。
一、实验目的
1.了解LC三点式振荡电路的基本原理，电路特点 及结构
2.研究静态工作点变化时对振荡器的影响。 3.研究反馈系数不同时对振荡器的影响。
二、实验原理及电路说明
LC三点式振荡器的基本构成： 放大器加LC振荡回路。
三点式振荡器的组成原则是： 晶体管发射极相连的两个回路元件的电抗性质相同
，不与晶体管发射极相连的两个回路元件，其电 抗性质应相反。
S1000 开路 S1001 开路 S1002 按需要接入C1002（C2）的值 S1003 按需要接入C1003（C3）的值 S1004 开路
1.1研究静态工作点对考毕兹电路振荡频率、 幅度及波形的影响
1.2研究反馈大小对考毕兹电路振荡频率、幅 度、波形及频率稳定度
（二）LC振荡器（克拉泼电路 ）
利用跳线端子和拨码开关将实验电路连接成克拉泼 电路（参考图3-8（b））,C1001(C1)=200 p, C1002（C2）=1000p )其余参数选择如下设置。
LC振荡器
电容部分接入
电感部分接入
Pc
C1 C1 C2
R R 2 Pc
PL
L2 L1 L2
R R 2 PL
射频通信电路
共基组态三点式分析
＋ －
＋
＋ －
＋
－
＋
－
－
＋ －
共基组态——同相放大器 回路谐振——纯电阻 电容
振荡频率
osc
1 C ( L1 L2 )
C1 C2 相同性质电抗
射频通信电路
2. 三点式振荡器性能分析 计算环路增益、分析为满足起振条件对电路参数的要求 （1）分析直流偏置 NPN管，电源 VCC 为正， Rb 2 、 偏置电阻 Rb1、 RE ，
负载 RL
C B 交流旁路、CC 隔直流。
（2）画交流通路图 原则：直流电源交流地 大电容交流短路
射频通信电路
（3）代入晶体管交流小信号等效电路
射频通信电路
4. 改进型电容三点式振荡器
考虑极间电容后
Cce Cbe
C1 C1 Cce
C2 Cbe C2
振荡频率为:
osc 1 LC 1 osc C1C2 L C1 C2
1 LC
1 C1C2 L C1 C2
为提高振荡频率，必须减小
Ri r
问题：降低了回路Q 降低了回路谐振阻抗 解决方法： 阻抗变换后接入回路 阻抗变换方法
Ri r
① 变压器—— 互感耦合LC振荡器 ② 部分接入—— 三点式LC振荡器
射频通信电路
7.2.2 互感 LC 振荡器
电路构成特点： ① 用变压器进行阻抗变换，以保证高Q
② 注意变压器同名端，以保证正反馈
LC振荡器
例3.2.1 能否起振. 能否起振.
判断图例3.2.2所示两极互感耦合振荡电路 所示两极互感耦合振荡电路 判断图例
解:在 T1 的发射极与 T2 之间断开.这是一个共基—共 集反馈电路. 振幅条件是可以满足的,所以 只要相位条件满足,就可以起振. 图3.2.2 例3.2.1图(动画)
利用瞬时极性判断法,根据同名端位置,可以得到:
所以
Vf T ( jω ) = = V
i
gm Z2 × = 1 1 Z1 + Z 2 Z1 1 1 + + + Z1 + Z 2 Z 3 Z 2 Z3 Z 2 Z3
gm
Z Z 将 Z1, 2 , 3 代入上式整理后得
T ( jω ) =
gm = T (ω )e jT (ω ) A + jB
式中 且
X ce + X be + X bc = 0
图3.2. 3 三点式振荡器的原理图 (三点式振荡电路动画) 3.2.2
证明:假定LC回路由纯电抗元件组成,其电抗值分别为
X ce X be X cb 同时不考虑晶体管的电抗效应,则当回路谐振
(ω = ω0) 回路呈纯阻性,有 时,
X ce + X be + X bc = 0
LC正弦波振荡器 3.2 LC正弦波振荡器
采用LC谐振回路作为选频网络的振荡器. 采用 谐振回路作为选频网络的振荡器. 谐振回路作为选频网络的振荡器 LC正弦波振荡器有三种实现电路 正弦波振荡器有三种实现电路: 正弦波振荡器有三种实现电路
互感耦合振荡器 三点式振荡器 集成电路LC振荡器
LC振荡器可用来产生几十千赫到几百兆 振荡器可用来产生几十千赫到几百兆 赫的正弦波信号. 赫的正弦波信号.
4.2 LC 振 荡 器
X1+ X2+ X3= 0
所以， 电路中三个电抗元件不能同时为 所以 ， 电路中 三个电抗元件不能同时为 感抗或容抗， 感抗或容抗 ， 必须由两种不同性质的电 抗元件组成。 抗元件组成。
综上所述，判断三端式振荡器能否振荡的原则为： 综上所述，判断三端式振荡器能否振荡的原则为：(1) X1 和Ｘ2 的电 抗性质相同； 的电抗性质相反。 抗性质相同；(2) X3与X1、X2的电抗性质相反。 为便于记忆，可以将此原则具体化： 为便于记忆，可以将此原则具体化：与晶体管发射极相连的两个电 抗元件必须是同性质的， 抗元件必须是同性质的，而不与发射极相连的另一电抗与它们的性质相 简单可记为“射同余异” 反，简单可记为“射同余异”。
b
5
第4章 正弦波振荡器
同电容反馈振荡器的分析一样， 同电容反馈振荡器的分析一样 ， 振荡器的振荡频率可以用 回路的谐振频率近似表示， 回路的谐振频率近似表示，即
1 ω1 ≈ ω0 = LC
的影响， 工程上在计算反馈系数时不考虑 gie 的影响，反馈系数大小为
′ Ub L2 + M F = F ( jω) ≈ = Uc L + M 1
3
第4章 正弦波振荡器
三端式振荡器有两种基本电路，如图所示。 为容性， 三端式振荡器有两种基本电路，如图所示。图(a)中X1和X2为容性，X3 中 为感性，满足三端式振荡器的组成原则， 为感性， 满足三端式振荡器的组成原则， 反馈网络是由电容元件完成 称为电容反馈振荡器 也称为考必兹(Colpitts)振荡器； 电容反馈振荡器， 振荡器； 的，称为电容反馈振荡器，也称为考必兹 振荡器 为感性， 为容性，满足三端式振荡器的组成原则， 图(b)中X1和X2为感性，X3为容性，满足三端式振荡器的组成原则，反 中 电感反馈振荡器， 馈网络是由电感元件完成的， 称为电感反馈振荡器 馈网络是由电感元件完成的 ， 称为 电感反馈振荡器 ， 也称为哈特莱 (Hartley)振荡器。 振荡器。 振荡器
lc振荡 原理
lc振荡原理
LC振荡器是一种基于电感和电容的电路，用于产生特定频率的振荡信号。
它的原理是利用电感和电容之间的相互耦合来实现正反馈，从而使振荡器能够产生连续的振荡信号。
在LC振荡器中，电感和电容被连接成一个回路，形成一个谐振电路。
当电压通过这个电路时，电感和电容会相互作用，导致电荷在它们之间来回摆动，从而产生一个振荡信号。
在振荡器开始运行时，电容会积累电荷，然后将这些电荷传递给电感。
随着电荷被传递回电容，电流也会随之改变。
这种在电感和电容之间反复传递的电荷和电流变化会导致电压的周期性变化，从而产生振荡信号。
为了确保振荡器始终处于振荡状态，需要引入一个放大器将一部分输出信号送回输入端，实现正反馈。
这是通过在回路上添加一个放大器，并将一部分输出信号通过正反馈回传到放大器的输入端来实现的。
通过适当选择电感和电容的值，可以调整振荡器的输出频率。
根据振荡器的电路结构和参数选择，可以实现不同频率范围内的振荡信号。
总之，LC振荡器利用电容和电感之间的相互作用来产生振荡信号，并通过正反馈来维持振荡器的稳定振荡。
通过调整电感和电容的数值，可以得到所需的频率输出。
4.3 LC正弦波振荡器解析
掌握电感三点式和电容三点式振荡器的典型
合 肥 工 业 大 学
电路、工作原理、工作特点和分析方法。
EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
一、互感耦合LC振荡器
互感耦合振荡器是依靠线圈之间的互感耦合实现正反馈的， 耦合线圈同名端的正确位置的放置，选择合适的耦合量M， 使之满足振幅起振条件很重要。 互感耦合振荡器有三种形式：调基电路、调集电路和调射 电路，这是根据振荡回路是在集电极电路、基极电路和发射 极电路来区分的。 判断相位平衡条件是否满足的方法：通常采用瞬时极性法。
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EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
一、互感耦合LC振荡器
M 正反馈系数: F L1
c
b
e
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1 振荡频率: f c f 0 2 L1C
高频旁路 电容
共基调集型
1) 判断是否可能振荡的基本准则：是否是正反馈。 方法：瞬时极性法 2) 是否能起振：取决于变压器是否有足够的耦合量M EXIT
F
②从输出电导和负载电导的影响看，F越大越容易起振， 从输入电导看，F不能太大。因而兼顾二者，F一般选取 0.1-0.5。
EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
4、振荡频率
振荡频率一般可以利用相位平衡条件求解。
在忽略
g oe、gie 、 g L等的影响，可得近似式为
fc f0 1 2 LC
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
4.3 LC正弦波振荡器
以LC谐振回路作选频网络的反馈振荡器称为LC正弦波振荡器
合 肥 工 业 大 学
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电路、工作原理、工作特点和分析方法。
EXIT
通信电子线路
4.3 LC正弦波振荡器
一、互感耦合LC振荡器
互感耦合振荡器是依靠线圈之间的互感耦合实现正反馈的， 耦合线圈同名端的正确位置的放置，选择合适的耦合量M， 使之满足振幅起振条件很重要。 互感耦合振荡器有三种形式：调基电路、调集电路和调射 电路，这是根据振荡回路是在集电极电路、基极电路和发射 极电路来区分的。 判断相位平衡条件是否满足的方法：通常采用瞬时极性法。
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4.3 LC正弦波振荡器
一、互感耦合LC振荡器
M 正反馈系数: F L1
c
b
e
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1 振荡频率: f c f 0 2 L1C
高频旁路 电容
共基调集型
1) 判断是否可能振荡的基本准则：是否是正反馈。 方法：瞬时极性法 2) 是否能起振：取决于变压器是否有足够的耦合量M EXIT
F
②从输出电导和负载电导的影响看，F越大越容易起振， 从输入电导看，F不能太大。因而兼顾二者，F一般选取 0.1-0.5。
EXIT
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4.3 LC正弦波振荡器
4、振荡频率
振荡频率一般可以利用相位平衡条件求解。
在忽略
g oe、gie 、 g L等的影响，可得近似式为
fc f0 1 2 LC
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4.3 LC正弦波振荡器
4.3 LC正弦波振荡器
以LC谐振回路作选频网络的反馈振荡器称为LC正弦波振荡器
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LC 振荡器简介
LC 振荡器简介LC 振荡器的选频网络是 LC 谐振电路。
它们的振荡频率都比较高，常见电路有 3 种。
（ 1 ）变压器反馈 LC 振荡电路图 1 （ a ）是变压器反馈 LC 振荡电路。
晶体管 VT 是共发射极放大器。
变压器 T 的初级是起选频作用的 LC 谐振电路，变压器 T 的次级向放大器输入提供正反馈信号。
接通电源时， LC 回路中出现微弱的瞬变电流，但是只有频率和回路谐振频率f 0 相同的电流才能在回路两端产生较高的电压，这个电压通过变压器初次级 L1 、 L2 的耦合又送回到晶体管 V 的基极。
从图 1 （ b ）看到，只要接法没有错误，这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的，也就是说，它是正反馈。
因此电路的振荡迅速加强并最后稳定下来。
变压器反馈 LC 振荡电路的特点是：频率范围宽、容易起振，但频率稳定度不高。
它的振荡频率是： f 0 =1 ／2π LC 。
常用于产生几十千赫到几十兆赫的正弦波信号。
（ 2 ）电感三点式振荡电路图 2 （ a ）是另一种常用的电感三点式振荡电路。
图中电感 L1 、 L2 和电容 C 组成起选频作用的谐振电路。
从 L2 上取出反馈电压加到晶体管 VT 的基极。
从图 2 （ b ）看到，晶体管的输入电压和反馈电压是同相的，满足相位平衡条件的，因此电路能起振。
由于晶体管的 3 个极是分别接在电感的 3 个点上的，因此被称为电感三点式振荡电路。
电感三点式振荡电路的特点是：频率范围宽、容易起振，但输出含有较多高次调波，波形较差。
它的振荡频率是： f 0 =1/2π LC ，其中 L=L1 ＋ L2 ＋ 2M 。
常用于产生几十兆赫以下的正弦波信号。
（ 3 ）电容三点式振荡电路还有一种常用的振荡电路是电容三点式振荡电路，见图 3 （ a ）。
图中电感 L 和电容 C1 、 C2 组成起选频作用的谐振电路，从电容 C2 上取出反馈电压加到晶体管VT 的基极。
从图 3 （ b ）看到，晶体管的输入电压和反馈电压同相，满足相位平衡条件，因此电路能起振。
LC电容反馈式三点式振荡器
节电位器RP，测得发射极电压VE的变化范围，记下最大值，
并计算IE的值：
IE
UE RE
振荡频率与振荡幅度的测试
依照实验讲义的方法接线，并满足相应的测试条件，其中 Ie的取值以Ve的取值来决定。测出Ct与振荡频率和振荡幅 度的关系。
3. 起振点、振幅与工作电流之间的关系
1、 依照实验讲义的方法接线，调整电位器Rp的值， 测得IEQ,此处需注意，测静态工作点时，电容C需断开。而 后测振荡幅度时，C再接入。再测其振荡幅度的峰峰值。
实验目的
1. 进一步了解LC三点式振荡电路的基 本原理；
2. 掌握振荡回路Q值对频率稳定度的 影响；
3. 了解振荡器反馈系数不同时，静态 工作电流IEQ对振荡器起振及振幅的影 响。
实验原理
LC三点式振荡器有两种基本组成形式，即 电感三点式振荡器和电容三点式振荡器。 可用下图判定：
本实验主要研究电容三点式振荡器，电路如图所示。
2、 C和C’的取值共有三组不同的情况。因此表3.2应 该有三个表格。
3、 当IEQ增大到一定的数值之后，振荡波形可能会 产生失真情况，应该如实记录下失真波形，在实验报告中 分析失真的原因。
4. 频率稳定度的影响
1、 改变电阻值，使Q值发生改变，观察对振荡波形 的影响。
观察R取哪种值的情况下稳定度最好。
条件。 此电路的振荡频率为：
f0
1
2π L1C
1
2π L1 1
1 1
1
C C' CT
若电容CT比电容C、C’小得多，则振荡频率为：
f0 2
1 L1CT
它与C、 C， 无关，则结电容对频率的影响可以忽略。
实验内容与步骤
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
设计提示
三极管的输出电容与C1并联，三极管的 输入电容与C2并联。为了提高振荡器输 出频率的稳定性，减弱振荡管和谐振回路 的相互影响，在电感支路中串入电容 C3//C4，使三极管的输出电容部分耦合到 谐振回路中，能有效的提高电路振荡频率 的稳定性。
设计提示
三极管选择要求
fT (3 ~ 10) fo ,同时 应该大一些，一般取100～200式（晶体管的三个极直接与电容相连）振荡 电路； 负载和振荡电路之间设置缓冲电路，采用下图的 电路结构；
二、设计提示
工作原理； 图中R1、R2、R3、R4为三极管基极偏置 电路。C5、C6为隔直流电容。C1、C2、 C3//C4和L构成谐振回路。C1、C2提供电 路的反馈系数（F=C1/C1+C2），C3//C4 为小容值的电容，如果C3//C4短路，在交 流等效电路中，电容C1、C2和电感L构成 谐振回路，并分别与三极管的三个极连接 （三极管是共基极放大电路），是电容反 馈三点式振荡器。
1 f0 2 LCT
1 1 1 1 1 1 1 CT C1 C2 C3 C4 C1 C2 C3 C4为微调电容，暂时不考虑，一般取C1＝C2 C3。
设计提示
该电路起振时环路放大倍数一般取3～5，正 反馈系数C1和C2决定，一般取F＝0.1~0.5。 元件参数参考值：
• 观察晶体振荡器输出波形并调节频率： 1、接通跳线J1在左方，接通跳线J2在下方，通过示波器在 TP1处观察振荡波形，电压幅度不小于1.5Vp-p。同时使 用频率计观察振荡频率。使用调试工具对可调电容 CVAR1进行微调（可调电容易坏，当心！）使振荡频率 为6MHz，频率误差满足技术指标要求。 2、观察输出放大器的输出波形； • 通过示波器在Y1（Y2）处观察输出波形，电压幅度不小 于3Vp-p。同时观察输出波形失真情况，波形应无明显失 真。
三、数据测试
静态工作点测量：（电路不振荡，用示 波器测量）
V1 UBQ1/V UCQ1/V UEQ1/V UCEQ1/V ICQ1/mA
理论值
测量值 V2 理论值 UBQ2/V UCQ2/V UEQ2/V UCEQ2/V ICQ2/mA
测量值
V3 理论值 测量值 UBQ3/V UCQ3/V UEQ3/V UCEQ3/V ICQ3/mA
V1\V2可选用9013三极管(其fT 约150MHz) 。 振荡电路静态工作点应选择在截止区附近，即UCEQ大些，ICQ小一 些，ICQ一般取0.5～2mA。 第二级放大器为射极跟随器，工作电流IEQ2选取8-10mA为宜 • 第三级放大器为晶体管共射放大器，它提高了振荡器输出电压幅 度。工作电流ICQ3一般选取2-8mA为宜 振荡频率的计算公式：
数据测试
振荡输出波形测量
1、观察LC振荡器输出波形并调节频率： 接通跳线J1在右方，接通跳线J2在上方，通过示波器在TP1处 观察振荡波形，使用调试工具慢慢旋动振荡回路电感L1的 磁芯（电感器的磁芯易碎，当心！）使振荡频率为6MHz， 频率误差满足技术指标要求。 2、通过示波器在Y1（Y2）处观察输出波形，电压幅度不小于 3Vp-p。同时观察输出波形失真情况，波形应无明显失真。
通信电子电路实验
LC振荡器
• 高频反馈式正弦波振荡器有RC、LC和晶体振荡器三种形式， 本实验中，我们研究的主要是LC三点式振荡器和晶体振荡器。 LC三点式振荡器的基本电路如图所示：
c b e x3 x1 x2 (a ) c b e L C1 C2 (b ) c b e (c) C L1 L2
一、实验任务