实验：使用7LC电路设计正弦波振荡器

一、实验目的

① 掌握变压器反馈式LC正弦波振荡器的调整和测试方法。

② 研究电路参数对LC振荡器起振条件及输出波形的影响。

二、实验原理

LC正弦波振荡器是用L，C元件组成选频网络的振荡器，一般用来产生1 MHz以上的高频正弦信号。根据LC调谐回路的不同连接方式，LC正弦波振荡器又可分为变压器反馈式（或称互感耦合式），电感三点式和电容三点式3种。图1.7.1所示为变压器反馈式LC正弦波振荡器的实验电路。其中晶体三极管T1组成共射放大电路，变压器Tr的原绕组L1（振荡线圈）与电容C组成调谐回路，它既作为放大器的负载，又起选频作用，副绕组L2为反馈线圈，L3为输出线圈。

图1.7.1 LC正弦波振荡实验电路

该电路是靠变压器原、副绕组同名端的正确连接（见图1.7.1），来满足自激振荡的相位条件，即满足正反馈条件。在实际调试中，可以通过把振荡线圈L1或反馈线圈L2的首、末端对调，来改变反馈极性。而振幅条件的满足，一是靠合理选择电路参数，使放大器建立合适的静态工作点，其次是改变线圈L2的匝数，或它与L1之间的耦合程度，以得到足够强的反馈量。稳幅是利用晶体管的非线性来实现的。由于LC并联谐振回路具有良好的选频作用，因此输出电压波形一般失真不大。

振荡器的振荡频率由谐振回路的电感和电容决定，即

式中，L为并联谐振回路的等效电感（即考虑其他绕组的影响）。

振荡器的输出端增加一级射极跟随器，用以提高电路的带负载能力。

三、实验设备与器件

+12 V直流电源；双踪示波器；交流毫伏表；直流电压表；频率计；振荡线圈；晶体三极管3DG6×1（9011×1），3DG12×1（9013×1），电阻、电容若干。

四、实验内容

按图1.7.1连接实验电路。电位器RP置于最大位置，振荡器输出端接示波器。

1. 调整静态工作点

① 接通+12 V电源，调节电位器RP，使输出端得到不失真的正弦波信号，如不起振，可改变L2的首、末端位置，使之起振。测量T1，T2两管的静态工作点及正弦波的有效值uo，记录于表1.7.1中。

② 调小Rp，观察波形的变化，测量有关数据，记录于表1.7.1中。

③ 调大Rp，使振荡波形刚刚消失，测量有关数据，记录于表1.7.1中。

表1.7.1 振荡器的参数测量值

根据以上3组数据，分析静态工作点对电路起振、输出波形幅值和失真的影响。(www.xing528.com)

2. 观察反馈量大小对输出波形的影响

将反馈线圈L2先后置于位置“0”（无反馈）、“1”（反馈量不足）、“2”（反馈量合适）、“3”（反馈量过强），测量相应的输出电压波形，记录于表1.7.2中。

表1.7.2 反馈量测试值

3. 验证相位条件

改变线圈L2的首、末端位置，观察停振现象；恢复L2的正反馈接法，改变L1的首、末端位置，观察停振现象。

4. 测量振荡频率

调节Rp使电路正常起振，同时用示波器和频率计测量以下2种情况下的振荡频率f0，记录于表1.7.3中。

谐振回路电容：① C=1 000 pF；② C=100 pF。

表1.7.3 频率测量值

5. 观察谐振回路Q值对电路工作的影响

谐振回路两端并入R=5.1 kΩ的电阻，观察R并入前后振荡器波形的变化情况。

五、预习要求

① 复习有关LC振荡器的内容。

② LC振荡器是怎样进行稳幅的？在不影响起振的条件下，晶体管的集电极电流是大一些好还是小一些好？

六、实验报告要求

① 整理实验数据，并分析讨论：

·LC正弦波振荡器的相位条件和幅值条件；

·电路参数对LC振荡器起振条件及输出波形的影响。

② 讨论实验中发现的问题及解决办法。