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1、通信电路实验报告WWW报告内容：第一部份预习报告附：原始数据记录第二部份终结报告第三部份联调报告第四部份实验总结王璟24无32第一部份预习报告【实验目的】一、把握晶体振荡器的设计方式。二、培育设计、制作、调测振荡器的能力。3、学会对电路性能进行研究。【设计要求】1、设计一个串联型晶体振荡器（克拉泼或西勒电路），工作频率在14MHz左右,本实验所选晶体为；2、振荡器的工作点持续可调，调剂范围知足：IE=800mVo【实验原理】一、晶体振荡器原理利用石英晶体的压电和反压电效应付正弦振荡频率进行操纵的振荡器，频率稳固度和准确度很高。频率稳固度能够比较容易地实现10口10-6。利用石英晶片压电效应制成
2、的谐振器件，振荡器的振荡频率就被操纵和稳固在石英片的机械振动频率上，稳频度能够达到IO,以上。晶体振荡具有多谐性，除基频振动外，还有奇次谐波的泛音振动。二、晶体振荡电路、并联型晶体振荡电路：电路中晶体代替三点式振荡器中的电感；晶体在振荡环路中起高Q电感器的作用。如:pirce电路、串联型晶体振荡电路：电路中晶体起高Q短路器的作用。等效电路图电路的结构图、泛音晶体振荡器：20MHz以上的更高的工作频率时，一样均采纳泛音晶体，泛音次数通常选为37次泛音。振荡环路中必需包括两个振荡回路：其中一个作为放大器的选择性负教，即作泛音选择电路，该电路仅在所限定的泛音振荡频率上符合振荡的相位（或振幅）平稳条件
3、。泛音选择电路设计在n次泛音和（n-2）次泛音之间。【实验电路设计】晶体振荡电路有两种实现形式，即串联型和并联型。在用联晶振电路中，晶体起着高Q短路器的作用；而在并联晶振电路中，晶体起着高Q电感器的作用。本实验采纳了前一形式的电路，缘故在于申联晶振电路的工作点可方便地由分压电路来调剂，且其起振调剂比较方便。可先将晶体短路后将三点式振荡电路调谐在晶体的串联谐振频率点上，然后将晶体接入电路即可。具体电路如下:电路的工作原理表达如下：整个电路是一个共基接法的反馈振荡电路，品振在其中当高Q短路器的作用。电阻R4和R3用来调整晶体管的直流工作点，使其工作在放大的状态。C3是旁路电容。交流情形下，电容CO
4、、C、C2和电感L1组成三点式振荡器的振荡环路，晶体在振荡频率上相当于短线路，把输出返回到输入。整个电路的交流等效电路如下：C1幸220PCO丁47P3Qbr汨kNL1(3uHC2z820pC总的电容值11T7c=niTT37p+-+Gc2G22082047取得理论上的振荡频率:/=一=、=5AMH2冗y/LC2*3,14*37*10”能够通过微调L1,使其谐振在上。第二部份终结报告【实验数据整理及结果分析】1 .测出工作点的转变范围，研究工作点转变对振荡频率及振荡幅度的阻碍，找出最正确工作点。调剂变阻器，改变三极管基极电位，其中，Re=1KQ,Ie=Ve/Re,Cl/C2=220/330（为
5、适合反馈系数），对不同工作点对应的振荡幅度、振荡频率进行比较如下：VE(V)Ie(mA)Vopp(V)fo(MHz)振荡状态起振合适最大不失真停振（1）对振荡幅度的阻碍由数据可知，晶体振荡器工作时有一个最正确工作点，此处最正确的适合工作点lEop=；在此工作点处电路的输出幅度达到最大。当实际工作点偏离此最正确工作点时，输出电压幅度将下降。偏离得较多时，还可能引发电路不振荡。三极管基极电位升高后，基极电流增大，动态电阻变小，放大系数A增大，平稳点右移，振荡幅度增大。当工作点增大到必然值时，再继续增大工作点就会使晶体管进入饱和区了。因此即便当现在晶体管的输出幅度继续增大它的波形也不标准，而且波峰会
6、显现稍稍内陷的现象。（2）对振荡频率阻碍的数据分析山上表能够看出，振荡频率随工作点大体不转变。山起振时的振藩频率和最正确工作点的振藩频率均为可知，振荡电路的振荡频率十分稳固，维持在14MHz周围大体不变，这是因为晶体具有专门大的等效电感和很小的等效电容及损耗电阻，从而使得晶体的Q值很高，选择性专门好，因另外界元件与其相连接时，对石英谐振器的固有谐振特性的阻碍是十分微弱的，这确实是什么缘故晶体振荡电路如此稳固的缘故。由于直流工作点转变，品体管的结电容会发生转变，从而造成电路输入输出电容的转变。但由于晶体振荡器的振荡回路结构特殊，输入输出电容转变对振荡频率的阻碍能够忽略。2 .研究反馈系数大小对振
7、荡器振荡幅度的阻碍。其中Ie=Ieop尸，为使比较更合理，那个地址C1值固定为220pF,通过改变C2改变反馈系数。由此对不同反馈系数F对应的振荡幅度进行比较如下：Cl(pF)22022022022()220220C2(pF)220330390470560820F（反馈系数）Vopp(V)停振数据分析：实验电路采取共基接法，反馈系数为射基电压比上集基电压:匕。C1+C2理论上来讲，当取比较适中的反馈系数F时，只需要较小的射极电压VEQ即能够使电路起振，也确实是存在电路最容易起振的点，这是符合理论的，因为从通信电路原理中可知，当反馈系数过小时，反馈不足，回路能量的补充不足以弥补回路的损耗，使振荡
8、最终不能成立；反馈系数过大，输入回路和输出回路耦合太紧，使电感Q值降低，增益减小，环路负担过重，振荡也难以发生，因此必然存在最适合的反馈系数F,使电路最容易起振。从数据上能够看出：反馈系数的不同将会致使输出电压幅度的不同，但有一个最正确点。在F=周围，输出电压幅度达到最大值。F继续增大时，输出电压减小；F减小时，输出电压幅度也会下降。这就验证了电路是存在一个最正确反馈系数F的。3 .研究反馈系数不变，反馈元件值大小对振荡器振荡频率和振荡幅度的阻碍。其中Ie=Ieop尸，为便于固定反馈系数，研究反馈元件值转变时的振荡性能，取反馈电容C1=C2=C（电容值），即固定反馈系数为F=。由此对不同反馈电
9、容值C对应的振荡频率和振荡幅度进行比较如下：Cl=C2=C(pF)180220240270290300fo(MHz)Vopp(V)（1）反馈元件值对振荡频率的阻碍：当电容变大时，振荡频率也相应降低，可是转变的极为有限。因为当反馈电容c、C2增大时，6将会增大，从而致使回路振荡频率的降低。这一点和咱们的实验数据是相符的（请见上面表格）。可是，CO远小于C一、C2,故C2的转变对频率阻碍极为有限。（2）反馈元件值对振荡幅度的阻碍:当反馈元件增大时，输出电压幅度总的来讲呈下降趋势。这是因为，反馈元件值越大，那么落在电容CO上的电压增大，而分派在C1与C2上的电压减小，使得反馈量变小，从而使输出电压幅
10、度减小。综上所述，输出电压幅度随反馈元件整体下降趋势，但如元件值过小那么输出幅度也会下降，也确实是存在着一个适合点。4 .研究负载阻抗转变对振荡器振荡频率和振荡幅度的阻碍。其中lE=lEopt=(1)纯阻负载对负载为纯阻时，不同阻值Rl对应的振荡频率和振荡幅度进行比较如下：Rl(kQ)110fo(MHz)Vopp(V)可见，随着纯阻负载值的增加，振荡频率大体不变，但振荡幅度呈增加趋势,因为增加负载电阻值能够增加回路的Q值。(2)带容性负载当振荡器带容性负载时，为研究其带容性负载的能力，对负载阻抗的电阻部份固定为Rl=Q,改变所带容性负载Cl的容抗值，对相应的振藩频率和振藩幅度进行比较如下：Cl
11、(pF)273647fo(MHz)Vopp(V)可见，容抗值增加将使振荡频率下降而发生偏移，这点很容易明白得，因为负载电容相当于并在了电感的两头，它会使回路的谐振频率发生偏移。负载电容增大到必然值以后，回路谐振频率偏离晶体的串联谐振频率较远，电路有可能全然不起振。能够采取互感耦合输出来减弱负载电容的阻碍，将会使电路的带负载能力取得增强。第三部份联调报告【联调进程】1.各单元参数设置高放工作中心频率:本振频率：中儿回率：2.联调结果:设置调制频率(KHz)实测解调频率(KHz)具体运行界面如下:当设置频偏为时，实测界面如下：1500/470.00s200/Stop/12.81VPrint to
12、disk file: PRINT-03Pk-Pk( 1 ): 1.97 V当设置频偏为时，实测界面如下:当设置频偏为时，实测界面如下:1 5000/Print to disk file: PR I NT O 10.00s2001Stopf12.81VJ当设置频偏为时，实测界面如下:当设置频偏为时，实测界面如下:3.联调中的要紧问题及调试各单元电路连接后，输出波形异样。通过研究，由于正交鉴相器的中心频率采纳参考值，与实际中几回率有差距，因此不能实现正确解调。然后，针对笫四个单元电路进行调试，使其中心频率为左右。再次进行联调，结果正确。么!部份实验总结本次实验设计的晶体振荡器工作在14MHz,采纳
13、晶体串联连接方式以方便实验时进行工作点的调剂。由于属于高频振荡电路，因此散布参数的阻碍专门大。实际在插电路板时，电线、电阻、电容等元件都紧贴着电路板，线与线之间不交义，以尽可能减少散布电容和散布电感对电路性能的阻碍。本次实验经历了一些曲折，前后两次对电路进行了修改。究其缘故，仍是在电路设计之初没有从理论上对电路进行认真的研究。通过实验，对振荡电路的实现形式、振荡条件等都有了更深刻的明白得。通过不断的设计一修改一试探、请教教师一修改，对电路设计中需要注意的问题有了深刻的印象。比如说：晶体振荡电路中必然要保证电感的高Q性能，这就要求负载，三极管集电极限流电阻等均可不能对电感的Q造成阻碍。事实上，本
14、实验就由于此而致使振藩电路两次显现问题。电路的工作点必然要调好，工作点不正确将会致使电路不发生振荡。在保证电路振荡的情形下来调剂工作点和反馈系数使电路处于最正确状态等。电路模拟的结果和实际测量有专门大的出入。模拟时电路的输出振荡幅度一直上不去；而在实际中，输出电压的幅度抵达3V。故不可过度依托软件的模拟结果，而应从中研究电路的参数转变对电路性能的阻碍；并非需要十分精准，只需要了解其趋势即可。本次实验的联调部份整体做得很顺利，通过联调，对整个通信系统的设计有了一个更宏观的熟悉。整体而言，本次实验收成很大。对上学期学习的高频振荡电路有了一次直观的经历。在电路的设计修改良程中，由于不断的试探和总结，对相关知识有了更深切的明白得。同时.，实践与理论存在必
