LC振荡电路实验报告

LC振荡实验报告

一、概述

振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。

一个振荡器必须包括三部分：放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的，只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定

频率。

f能通过，使振荡器产生单一频率的输出。

振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的；一个是反馈电压。

U和输入电压。i U要相等，这是振幅平衡

f

条件。二是

U和i U必须相位相同，这是相位平衡条件，也就是说必f

须保证是正反馈。一般情况下，振幅平衡条件往往容易做到，所以在判断一个振荡电路能否振荡，主要是看它的相位平衡条件是否成立。

振荡器的用途十分广泛，它是无线电发送设备的心脏部分，也是超外差式接收机的主要部分各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心部分都离不开正弦波振荡器。功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。

正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。能够产生正弦波的电路称为正弦波振荡器。通常，按工作原理的不同，正弦振荡器分为反馈型和负载型两种，前者应用更为广

泛。在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。

二、实验原理;

1、反馈振荡器的原理和分析

反馈振荡器原理方框图如图2.1所示。反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环路，放大器通常是以某种选频网络（如振荡回路）作负载，是一个调谐放大器。

为了能产生自激振荡，必须有正反馈，即反馈到输入端的自你好与放大器输入端的信号相位相同。定义A（S）为开环放大器的电压放大倍数：

F(S)为反馈网络的电压反馈系数:

Af为闭环电压放大倍数：

振荡开始时，由于激励信号较弱，输出电压的振幅oU则比较小，此后经过不断放大与反馈循环，输出幅度0U开始逐渐增大，为了维持这一过程使输出振幅不断增加，应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大，即振荡开始时应为增幅振荡，即：

因此起振的振幅条件是：

起振的相位条件是：

要使振荡器起振必须同时满足起振的振幅条件和相位条件。其中起振的相位条件即为正反馈条件。

2、电路原理图：

三点式电容振荡器是自激振荡器的一种。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。它的优点是：反馈电压取自电容2C，而

电容对晶体管非线性特性产生的高次谐波呈现低阻抗，所有反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形很好；其缺点是：反馈系数因与回路电容有关，如果用改变电容的方法来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。

三点式电容振荡器的电路原理图如图2.2所示。

图2.2电容三点式振荡电路。

三、电路设计

三点式电容振荡器是自激振荡器的一种。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。它的优点是：反馈电压取自电容2C，而电容对晶体管非线性特性产生的高次谐波呈现低阻抗，所有反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形很好；其缺点是：反馈系数因与回路电容有关，如果用改变电容的方法来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。

电路原理图如下图所示：

四、仿真与总结：

在设计完成电路后，运用mutisium软件对振荡电路进行仿真，对其产生的波形进行分析。振荡器波形图如图所示。

总结：

在这个设计当中，我们学会振荡电路的一些基本内容和基本理论知识。在设计电路元件参数的时候，首先要计算是否符合振荡电路的起振条件和平衡条件。正反馈网络是电感反馈三点式振荡网络中比较重要的一个环节。正反馈使输出起到与输入相似的作用，使统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用，维持振荡电路所消耗的能量。

心得体会：

对于这次制作LC振荡器，我学到了很多东西。

最开始由于我们团队寻找的电路图以及对电路板的制作和调试有问题，所以板子没有出现仿真中出现的预想波形，在老师的指导下，发现是三极管有问题，没有焊接好。之后再次调试，出来的波形也不稳定，并且无法震荡频率范围，所以在老师的建议下，我们对电路又改进，加入了可变电容，修改了原理图，重新进行仿真，制作和调试。最终调试成功了。通过先焊接小器件，最后焊接大器件的步骤，一步步焊接，我们的电路板子排版清楚，间隙适中，没有跳线，容易焊接。最后调试比较完美，波形失真也不大。

通过这次实验，让我对于制作电路板的基本流程有了清晰的了解，并且培养了我的自我学习能力，使我们都收获了很多。