高频电子线路实验说明书
图1-2 电容三点式LC振荡器交流等效电路
(1)静态工作点的调整
合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路。
当振荡器稳定工作时，振荡管工作在非线性状态，通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅，则将使振荡回路的等效Q值降低，输出波形变差，频率稳定度降低。因此，一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区，靠近截止区。
（2）振荡频率f的计算 f? C3BGC1RCC2L1
2?L(c?cT)式中CT为C1、C2和C3的串联值，因C1（300p）>>C3(75p),C2(1000P)>>C3(75p)，故CT≈C3，所以，振荡频率主要由L、C和C3决定。
(3) 反馈系数F的选择
F?C1 C2300?0.3 1000 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F?4.克拉泼和西勒振荡电路
图1-3为串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼振荡电路。 图1-4为并联改进型电容三点式振荡电路——西勒振荡电路。
5
高频电子线路实验说明书
VCCRb1RCC1CbRb2ReLVCCRb1RCC1CbCC3C2Rb2ReC2C
图1-3 克拉泼振荡电路 图1-4 西勒振荡电路
三．石英晶体振荡器
LC 振荡器的频率稳定度主要取决于振荡回路的标准型和品质因素（Q值），在采取了稳频措施后，频率稳定度一般只能达到10数量级。为了得到更高的频率稳定度，人们发明了一种采用石英晶体做的振荡器（又称石英晶体振荡器），它的频率稳定度可达到
-4
10?7~10?8数量级。石英晶体振荡器之所以具有极高的频率稳定度，关键是采用了石英晶
体这种具有高Q值的谐振元件。
图2-5是一种晶体振荡器的交流等效电路图。这种电路很类似于电容三点式振荡器，区别仅在于两个分压电容的抽头是经过石英谐振器接到晶体管发射极的，由此构成正反馈通路。C3与C4并联，再与C2串联，然后与L1组成并联谐振回路，调谐在振荡频率。当振荡频率等于石英谐振器的串联谐振频率时，晶体呈现纯电阻，阻抗最小，正反馈最强，相移为零，满足相位条件。因此振荡器的频率稳定度主要由石英谐振器来决定。在其它频率，不能满足振荡条件。
C5C3BG1C4JTIL1R4C2R5
图1-5 晶体振荡器交流通路 图5-1 晶体振荡器交流通路 6
高频电子线路实验说明书
1-2 正弦波振荡器的实验电路
图1-6为电容三点式LC振荡器和晶体振荡器实验电路。图中，左侧部分为LC振荡器，中间部分为晶体振荡器，右侧部分为射极跟随器。
三极管3Q01为LC振荡器的振荡管，3R01、3R02和3R04为三极管3Q01的直流偏置电阻，以保证振荡管3Q01正常工作。图中开关3K05打到“S”位置时，为改进型克拉泼振荡电路，打到“P”位置时，为改进型西勒振荡电路。四位拨动开关3SW01控制回路电容的变化，也即控制着振荡频率的变化。调整电位器3W01可改变振荡器三极管3Q01的电源电压。
图中3Q03为晶体振荡器振荡管，3W03、3R10、3R11和3R13为三极管3Q03直流偏置电阻，以保证3Q03正常工作，调整3W03可以改变3Q03的静态工作点。图中3R12、3C20为去藕元件，3C21 为旁路电容，并构成共基接法。3L03、3C18、3C19构成振荡回路，其谐振频率应与晶体频率基本一致。3C17为输出耦合电容。3TP03为晶体振荡器测试点。该晶体振荡器的交流电路与图1-5基本相同。
晶体振荡器输出与LC 振荡器输出由3K01来控制，开关与上方接通时，为晶振输出，与下方接通时，为LC振荡器输出。三极管3Q02为射极跟随器，以提高带负载的能力。电位器3W02用来调整振荡器输出幅度。3TP02为输出测量点，3P02为振荡器输出铆孔。
7
高频电子线路实验说明书
+12VVCCGNDVCCGND+12V12V+12V-12V+12V13TP01+12V113U013+5VVin1+12V1DN3R123R09G3TP033C143L023C2013R0823W033L033D013C133C153W013R143C163C173R073R103K0123C10SW SPDT3Q033R03C3C041B3C183TP023R053L01E3C113Q02S3K05A3JZ0113R01220P2P33C123P023R11SOUT3K05BC3Q013C02P输出1B3C213R133C193W023R06E876533R023SW01SW DIP-43C013R043C03GND1123413C063C073C083C09
图1-6 LC振荡器和晶体振荡器实验电路
8
高频电子线路实验说明书
1-3 正弦波振荡器实验内容和实验步骤
一．实验内容
1.用示波器观察LC振荡器和晶体振荡器输出波形，测量振荡器输出电压峰-峰值Vp?p，并以频率计测量振荡频率； 2.测量LC振荡器的幅频特性； 3.测量电源电压变化对振荡器的影响；
4.观察并测量静态工作点变化对晶体振荡器工作的影响。
二．实验步骤
1.实验准备
插装好LC振荡器和晶体振荡器模块，接通实验箱电源，按下模块上电源开关，此时模块上电源指示灯点亮。
2.LC 振荡实验（为防止晶体振荡器对LC振荡器的影响，应使晶振停振，即将3W03顺时针调到底。）
（1）西勒振荡电路幅频特性的测量
3K01拨至LC振荡器，示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3P02。调整电位器3W02，使输出最大。开关3K05拨至“P”，此时振荡电路为西勒电路。四位拨动开关3SW01分别控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入电路，开关往上拨为接通，往下拨为断开。四个开关接通的不同组合，可以控制电容的变化。例如开关“1”、“2”往上拨，其接入电路的电容为10P+50P=60P。按照表1-1电容的变化测出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰-峰值VP-P），并将测量结果记于表中。
表1-1
电容C（pf） 振荡频率f(MHZ) 输出电压VP-P(v) 10 50 100 150 200 250 300 350 注：如果在开关转换过程中使振荡器停振无输出，可调整3W01，使之恢复振荡。 （2）克拉泼振荡电路幅频特性的测量
将开关3K05拨至“S”，振荡电路转换为克拉泼电路。按照上述（1）的方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表2-1中。 （3）测量电源电压变化对振荡器频率的影响
9