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1、第 1 篇 常规实验 实验九 LC振荡电路 LC振荡电路一、 实验目的1 掌握变压器耦合的LC正弦波振荡电路的电路结构、输出信号的调试2 了解LC振荡电路参数的变化对振荡电路起振条件及输出波形的影响二、实验器材1 1台编号为 RTMD4 的模拟电路实验箱2 1块编号为 UT70A 的数字万用表3 1台编号为 SS-7802A 的双踪示波器4 1台编号为 DF2170C 的晶体管毫伏表5 1块LC振荡电路实验板6 电容器三、实验内容1 观察RW对振荡电路输出波形的影响2 观察反馈量大小对输出波形的影响3 测量振荡频率四、实验原理LC正弦波振荡电路是用L、C元件组成选频网络的振荡电路，一般可以用来
2、产生1MHz以上的高频正弦波信号。根据L、C元件在构成选频电路时不同的联接方式，LC正弦波振荡电路可分为：变压器耦合式、电感三点式和电容三点式3种。 图9-1为变压器耦合式LC正弦波振荡电路的实验接线图。 图中：晶体三极管T1组成共射极放大电路，变压器Tr的原绕组L1（选频线圈）与电容器C构成频率选择电路，它既为晶体管放大电路的负载阻抗，又决定振荡电路输出信号的频率，图中变压器的副绕组L2为反馈线圈，为晶体管的基极送入正反馈信号，变压器的副绕组L3为振荡电路的输出线圈。该电路通过调节变压器原、副绕组同名端的连接方式来实现自激振荡的相位条件，即振荡电路中的反馈为正反馈，在实验中，可以通过把选频线
3、圈L1与正反馈线圈L2的首、末端联接方式对调，来改变反馈信号的极性。振荡电路产生自激振荡的幅度条件，需要合理设置放大电路的参数，一是使放大电路具有合适的静态工作点，二是通过改变反馈线圈L2线圈匝数来改变L2与L1之间的耦合程度（即改变电路的反馈深度），使振荡电路有足够强的反馈量。振荡电路输出信号的稳幅作用是通过三极管的非线性与负反馈来实现的，一般情况下，LC振荡电路的输出电压波形失真程度不大。LC振荡电路输出信号的频率由选频电路中的L、C 决定，计算公式为：f o = 公式中：L、C为选频电路的等效电感量、等效电容量实验电路在振荡器的输出端增加了射极跟随器，以提高电路的带负载能力。图9-1 L
4、C正弦波振荡电路五、实验过程1 联接实验电路按图9-1联接实验电路，用万用表监测，将实验箱的直流电源调节为12V，并把12V直流电源与地线，分别连接到实验电路板上，将反馈线圈L2的联接端0点与晶体管的基极相连，反馈线圈L2的联接端2点与晶体管的偏置电阻相连，用一个电容器C插入到晶体管集电极电容器的插座中，用同轴电缆线将振荡电路的输出信号与示波器相连。检查实验电路接线，确认接线无误后，闭合实验箱电源开关，给实验电路供电。2 调节电路起振缓慢调节晶体管T1偏置电路中的电位器RW，使振荡电路起振，在示波器的显示屏中观察振荡电路的输出波形，以输出波形不失真为准。如果调节电位器RW，振荡电路仍不起振，没
5、有输出信号，可以将反馈线圈L2的联接端由2点改接为3点，以增大反馈电路的反馈量，满足振荡电路自激振荡的幅度条件，当振荡电路起振后，在示波器的显示屏中可以观察到正弦波形输出。表9-1 C= pFUCE1(V)UCE2(V)UO(V)UOPP(V)输出波形当振荡电路正常工作且输出波形不失真后，用万用表直流电压档测量振荡电路中晶体管T1与T2的管压降UCE1与UCE2，将测量结果记入表9-1中。用晶体管毫伏表测量振荡电路输出正弦电压的有效值U0，将测量结果记入表9-1中。用示波器的电压测量功能测量输出正弦电压的峰峰值Uopp，将测量结构记入表9-1中，在坐标轴中画出输出电压的波形，作图时标出输出电压
6、的峰峰值。3 观察RW对振荡电路输出波形的影响(1) 按照顺时针方向旋转晶体管偏置电路中的电位器RW，在示波器显示屏中观察振荡电路输出波形的变化，待振荡电路的输出波形出现明显变化，用万用表测量晶体管T1的静态工作点电压UCE1，将测量结果记入表92中，将电路的输出波形画在坐标轴中。(2) 按照逆时针方向旋转晶体管偏置电路中的电位器RW，在示波器显示屏中观察振荡电路输出波形的变化，待振荡电路的输出波形出现明显变化，用万用表测量晶体管T1的静态工作点电压UCE1，将测量结果记入表92中，将电路的输出波形画在坐标轴中。表92RW顺时针旋转RW逆时针旋转UCE1 （V）UCE1 (V)根据表91与表9
7、2中的测量数据，分析晶体管静态工作点的位置对振荡电路的起振、输出波形幅度和输出波形失真的影响。4. 观察反馈量大小对输出波形的影响缓慢调节晶体管的偏置电位器RW，使振荡电路正常工作，电路的输出波形无失真现象。将反馈线圈L2与晶体管偏置电路的联接点分别置于联接点“0”点（无反馈） 、联接点“1”点（反馈量不足）、联接点“2”点（反馈量合格）、联接点“3”点（反馈量过强），在示波器显示屏中观察当反馈电路的联接点不同时，相应的振荡电路输出电压波形，将电压波形图记入表9-3中。用示波器的电压测量功能，分别测量相应振荡电路输出电压的峰峰值，将测量结果记入表93中。表9-3L2位置“0”“1”“2”“3”
8、Uo波形5. 测量振荡频率调节晶体管的偏置电位器RW，使振荡电路正常起振，输出正弦波信号不失真，按照表94的要求，改变选频电路中电容的大小，用示波器测量不同电容时振荡电路输出信号的频率fo，将测量结果记入表9 - 4中。表9 4C（pF）f （kHz）六、注意事项 (1) 实验前需要做充分的准备：预习实验内容，写出预习报告。无预习报告者不得进入实验室做实验。(2) 在实验连线中、检查实验连线时以及实验结束后拆线时，均应切断实验箱的电源，在断电状态下操作。(3) 实验完毕，拆线时用力不要过猛，以防拔断导线，最好是轻轻的旋拔。做完实验后，收拾好实验设备与器材，经实验指导老师检查并签字后方可离开实验室。七、实验预习要求(1) 预习教材中有关自激振荡部分的内容。 (2) LC振荡电路的输出信号频率是由哪些参数决定的？ 八、实验报告要求(1) 整理实验数据，根据实验数据分析LC正弦波振荡电路产生自激振荡的相位条件和幅度条件。(2) 根据实验观察的现象，讨论反馈量大小对振荡电路起振的影响。 (3) 根据测量数据，讨论晶体管的静态工作点对振荡电路输出波形的影响。第 53 页
