请问电源电压变化对LC振荡器振荡幅度和频率有何影响？

一、实验目的

1．掌握LC振荡器的基本工作原理；

2．掌握LC振荡器幅频特性的测量方法；

3．掌握电源电压变化对LC振荡器的振荡幅度和频率的影响；

4．了解静态工作点、耦合电容、反馈系数、品质因数Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；

5．了解负载变化对LC振荡器振荡幅度的影响。

二、实验原理

（一）电路与工作原理

电容三点式LC振荡器——考毕兹振荡电路见图3-1所示。

电感三点式LC振荡器——哈特莱振荡电路见图3-2所示。

串联改进型电容三点式LC振荡器——克拉泼振荡电路见图3-3所示。

并联改进型电容三点式LC振荡器——--西勒振荡电路见图3-4所示。

图3-1 电容三点式考毕兹振荡电路

图3-2 电感三点式哈特莱振荡电路

（1）图3-3克拉波电路中，串联电容C1、C2和C构成总电容。因为C1（300pF）>>C（75pF），C2（1000pF）>>C（75pF），故总电容约等于C，所以振荡频率主要由L和C决定。

（2）图3-4西勒振荡电路中，电容C1、C2和C3的串联值后与电容C相并。因为C1（300pF）>>C3（75pF），C2（1000pF）>>（75pF），故总电容约等于C+C3，所以振荡频率主要由L、C和C3决定。

反馈系数 F=F1：F2，反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F≈0.1～0.5，本实验取0.3。

（二）实验电路

电路原理图如图3-5所示。

当1K01拨到“串S”位置时，为改进型克拉泼振荡电路；

当1K01拨到“并P”位置时，为改进型西勒振荡电路。

开关1S03的作用是控制回路电容的变化，调整1W01可改变振荡器三极管的电源电压；1Q02为射极跟随器，1TP02为振荡器直流电压测量点，1W02用来改变输出幅度。

图3-5 LC振荡器电原理图

LC振荡器在模块中的单元标号为3，位于该子板卡上的左部，如图3-6所示 。

图3-6 LC振荡器子板卡（左部）

三、实验内容

1.测量“串S”克拉泼振荡电路幅频特性；
2.测量“并P”西勒振荡电路幅频特性。

四、实验步骤

（一）模块上电

LC振荡器及三极管混频器子板接通电源，即可开始实验。

（二）测量振荡电路的幅频特性

1.西勒振荡电路的幅频特性

将1K01拨至“并P”侧，此时振荡电路为西勒电路。示波器接1TP02，频率计接1P01。调整1W02，使输出适中。1S03分别控制1C06（10pF）、1C07（50 pF）、1C08（100 pF）、1C09（150 pF）接入电路，开关往上拨为接通（“1”），往下拨为断开（“0”），四个开关接

通的不同组合，可以控制电容的变化。按照表3-1，将测量结果记于表中。（注，表中1S03的状态分别对应开关从左到右的1234。）选择C为150pF时，分别顺时针调整1W01和1W02，观察波形变化。如果在开关转换过程中振荡器停振，可调整1W01，使之恢复振荡。

表3-1西勒振荡电路的幅频特性

2．克拉泼振荡电路的幅频特性

将1K01拨至“串S”位，振荡电路转换为克拉泼电路。

按照上述方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表3-2中。选择C为150pF时，分别顺时针调整1W01和1W02，观察波形变化。

五、实验报告

1.分别绘制西勒振荡器、克拉泼振荡器的幅频特性曲线，并分析比较。

西勒振荡电路：随着电容增大，振荡频率降低；由于电路为并联谐振，频率增大则谐振电阻增大，输出电压随之增大。

克拉泼振荡电路：当C为10pF时电路不振荡，是因为回路总电容主要取决与C3与C的并联，C3值很小且C也很小时，放大器增益会变小，幅度下降，可能出现停振；随着电容增大，振荡频率降低；由于电路为串联谐振，频率增大则谐振电阻减小，输出电压随之减小。

2.选择C为150pF时，分别顺时针调整1W01和1W02，说明波形变化原因。

只调整1W01，波形幅度变大；只调整1W02，波形幅度变小。观察到西勒电路从无到有到无；而克拉泼电路最初就有一定幅度的波形，然后增峰顶，最后消失。

3.总结实验体会

通过这次实验基本掌握了电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能，熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响.