LC电容反馈三点式振荡器（可编辑）

LC电容反馈三点式振荡器（可编辑） LC电容反馈三点式振荡器 实验三 LC电容反馈三点式振荡器 一实验目的 1 掌握三点式振荡电路的基本构成特点掌握LC电容反馈三点式振荡电 路的基本工作原理 2 掌握反馈系数不同时对起振点的影响 3 掌握静态工作电流IBQ对振荡频率fo和振荡幅度的影响 4 掌握振荡回路Q值变化对频率稳定度的影响 二实验 1熟悉电容三点式LC振荡器电路调整实验静态工作点 2测定实验振荡器的振荡频率与振荡幅度 3测定反馈系数不同时起振点振幅与工作电流的关系 4测定负载电阻不同时振荡器振幅与频率的关系 三实验应知知识 作为信号源广泛应用于广播电视通信设备和各种测量仪器中是电子技术领域中最基本的电子线路 1振荡器的定义 在无需外加激励信号的情况下能将直流电能转换成具有一定波形一定频率和一定幅度的交变能量的电子电路称为振荡器 3振荡器的功用 2正弦波振荡器 正弦波振荡器是指振荡波形接近理想正弦波的振荡器主要有RCLC和晶体振荡器三种电路 4三端式LC振荡器 三端式LC振荡电路是实际工程中经常被采用的一种振荡电路其产生的工作频率约在几MHz到几百MHz的范围频率稳定度约为10–3-10–4量级采取一些稳频措施后还可以再提高一点 三端式LC振荡器有多种形式主要有 电容三端式又称考毕兹振荡器Coplitts 电感三端式又称哈特莱振荡器Hartley 串联型改进电容三端式又称克拉泼振荡器Clapp 并联型改进电容三端式又称西勒振荡器Selier 什么是三点或三端式振荡器 41 LC振荡 器的电路组成 LC振荡器的基本电路就是通常所说的三点式 又称三端式振荡器 c e b X1 X2 X3 晶体管有三个电极BEC 分别与三个电抗性元件相连接 形成三个接点 故称为三点式振荡器 三点式 又称三端式振荡器要实现振荡必须满足相位平衡条件与振幅平衡条件为此电路组成结构必须遵循两个原则 c e b X3 X1 X2 与晶体管发射极相联结的电抗X1X2性质必须相同即 bece间电抗性质相同 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与 Bc间性质相反 遵循以上两个原则才能满足 相位条件 适当选择X1与X2的比值就能满足振幅条件 原则一 原则二 c e b 42 三点式振荡器的基本电路构成 电容反馈三点振荡器 C1 C2 L 由图可见与晶体管发射极相连接的电抗性元件C1和C2为容性 不与发射极相连接段另一电抗性元件X3为感性 满足三端式振荡器的组成原则因反馈网络是由电容元件完成的适当选择C1与C2的比 值则可满足振幅条件故称为电容反馈三点振荡器 三端式振荡器有二种基本电路 其一为 电容反馈三点振荡器也称为考必兹振荡器电路组成特点是 42 三点式振荡器的基本电路构成 c e b 电感反馈三点振荡器 L1 L2 C 其二为 电感反馈三点振荡器也称为哈特莱振荡器电路组成特点是 由图可见与晶体管发射极相连接的电抗性元件L1和L2为感性 不与发射极相连接的另一电抗性元件C为容性 满足三端式振荡器的组成原则因反馈网络是由电感元件完成的适当选择L1与L2的比 值则可满足振幅条件故称为电感反馈三点振荡器 51 电容反馈三端振荡器考毕兹电路 电容三端式振荡电路 a b 电容反馈三端电路的振荡频率 5实际常见LC反馈振荡器电路 考毕兹电路的优点 1电容反馈三端电路的振荡波形好 2电路的频率稳定度较高适当加大回路的电容量就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响 3电容三端电路的工作频率可以做得较高可直接利用振荡管的输出 输入电容作为回路的振荡电容它的工作 频率可做到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围 电路的缺点 调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本上不会影响反馈系数 a 共发电感反馈三端式振荡器电路 b 等效电路 电感三端式振荡电路 电感反馈三端电路的振荡频率为 52电感反馈三端式振荡器哈特莱电路 哈特莱电路的优点 1L1L2之间有互感反馈较强容易起振 2振荡频率调节方便只要调整电容C的大小即可 3而且C的改变基本上不影响电路的反馈系数 电路的缺点 1振荡波形不好因为反馈电压是在电感上获得而电感对高次谐波呈高阻抗因此对高次谐波的反馈较强使波形失真大 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太小且分布参数的影响太大 53串联型改进电容三端式振荡器克拉泼电路 a克拉泼电路的实用用电路 b高平等效电路 因为C3远远小于C1或C2所以三电容串联后的等效电容 振荡角频率 故克拉泼电路的振荡频率几乎与C1C2无关 下图是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路特点是用一电容C3与原电路中的电感L相串联后代替L功用主要是以增加回路总电容和减小管子与回路间的耦合来提高振荡回路的标准性使振荡频率的稳定度得以提高 电路的振荡频率主要由C3 来决定基本不受其它的电容C1C2的影响这对提高振荡频率的稳定性是有利的但也有缺点 1如C1C2 过大振荡幅度就太低 2若减小C3 以提高振荡频率但可能停振因此也就限制了振荡频率的提高 3频率覆盖系数不高一般在1213 54 并联型改进电容三端式振荡器西 勒Seiler电路 a实际电路 b高频等效电路 其回路等效电容 振荡频率 下图是另一种改进型的电容反馈振荡器的实际电路和交流等效电路特点是用一 可变电容C4与原电路中的L相并联功用是保持了晶体管与振荡回路弱藕合振荡频率的稳定度高调整范围大 与克拉泼振荡电路相比在电感L上并联一个电容但它有以下特点 1振荡幅度比较稳定 2振荡频率可以比较高如可达千兆赫频率覆盖率比较大可达16-18 所以在一些短波超短波通信机电视接收机中用的比较多 6实验用LC电容反馈三点式振荡器的构成与工作原理 晶体管VT2电容CT3C11C1C14C17CT1VD1和L1构成西勒振荡器 VR2 调整静态电流 S4 改变反馈系数 S2 选择振荡电路 S3 改变负载电阻回路Q值 7 实验用LC电容反馈三点式振荡器的实际电路布局图 晶 体 管 VT2 J1 VR1 VR2 VR5 S2 S3 S4 变 容 管 VD1 晶体