篇一：实验2 振荡器实验
实验二 振荡器
（A） 三点式正弦波振荡器
一、实验目的
1. 掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。 2. 通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。 3. 研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。
二、实验内容
1. 熟悉振荡器模块各元件及其作用。 2. 进行LC振荡器波段工作研究。
3. 研究LC振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。 4. 测试LC振荡器的频率稳定度。
三、基本原理
图6-1 正弦波振荡器（4.5MHz）
【电路连接】将开关S2的1拨上2拨下， S1全部断开，由晶体管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器，电容CCI可用来改变振
荡频率。 振荡频率可调范围为：
?3.9799?M??f0???
?
?4.7079?M?
CCI?25p
CCI?
5p
调节电容CCI，使振荡器的频率约为4.5MHz 。 振荡电路反馈系数: F=
C1356
??0.12 C20470
振荡器输出通过耦合电容C3（10P）加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C3容量很小，再加上射随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射随器输出信号Q1调谐放大，再经变压器耦合从J1输出。
四、实验步骤
根据图6-1在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。 1. 调整静态工作点，观察振荡情况。
1）将开关S2全拨下，S1全拨下，使振荡电路停振
调节上偏置电位器RA1，用数字万用表测量R10两端的静态直流电压UEQ(即测量振荡管的发射极对地电压UEQ)，使其为5.0V(或稍小，以振荡信号不失真为准)，这时表明振荡管的静态工作点电流IEQ=5.0mA（即调节W1使IEQ=ICQ=UEQ／R10=5.0mA ）。 2）将开关S2的1拨上，S1全拨下，构成LC振荡器。
振荡器应能正常工作。若振荡器工作正常，则在输出端用示波器可观察到正弦振荡电压波形，同时发射极的直流电流也将偏离停振时测得的IEQ 。可用示波器在输出端观察振荡波形，调节电容CCI使振荡频率约为4.5MHz；在R10两端用数字万用表测量起振后的直流电压UQ，记录并比较UQ和UEQ。
2. 研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。
1）按照“内容1”， 先使振荡电路停振，调整上偏置电位器RA1，使IEQ=1mA； 2）按照“内容1”，使振荡电路正常工作，用示波器测量对应点的振荡幅度VP-P（峰—峰值），记下对应峰峰值VL。(如果出现不起振或临近失真，适当增大IEQ)
3）重复步骤1）和2），使ICQ在Imin和Imax范围之间取平均的几个值 ( 一般取ICQ=1~5mA为宜 )，分别记下对应的峰峰值VL，填入表2-2。
4）作出IEQ~VL曲线，分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系。
分析思路：静态电流ICQ会影响晶体管跨导gm，而放大倍数和gm是有关系的。在饱和状态下（ICQ过大），管子电压增益AV会下降，一般取ICQ=（1~5mA）为宜。
IEQ~VL曲线
3. 观察反馈系数F的大小对振荡电压的影响（选做）
保(转载自：www.xiaocaOfaNWen.com 小草 范 文 网:lc压控振荡器实验报告)持IEQ不变，在C20两端并接不同容量的电容Ci，从而改变反馈系数F的大小( F=C13/(C20+Ci) )，相应用示波器测量振荡器的输出振荡电压VL，将数据记录于表2-3中。 同时用示波器监测波形及其频率。要求如下： 1）计算反馈系数；
2）用示波器记下振荡幅度值； 3）分析原因
五、实验报告要求
1．记录实验箱序号
2．分析静态工作点、反馈系数F对振荡器起振条件和输出波形振幅的影响，并用所学理论加以分析。
3．计算实验电路的振荡频率fo，并与实测结果比较。
六、实验仪器
1．高频实验箱 1台2．双踪示波器1台 3．万用表1块
七、思考题
1. 在没有示波器的情况下，如何用万用表来判断振荡器是否起振？
2. 为什么在发射极观察到的电压波形(发射极接有负反馈电阻)与输出电压波形不一样？
（B） 晶体振荡器与压控振荡器
一、实验目的
1. 掌握晶体振荡器与压控振荡器的基本工作原理。 2. 比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。
二、实验内容
1. 熟悉振荡器模块各元件及其作用。
2. 分析与比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。 3. 改变变容二极管的偏置电压，观察振荡器输出频率的变化。
三、基本原理
图7-1 正弦波振荡器（4.5MHz）
【电路连接】
1. 晶体振荡器：将开关S2的2拨上、1拨下，S1全部断开，由Q3、C13、C20、晶体CRY1与C10构成晶体振荡器（皮尔斯振荡电路），在振荡频率上晶体等效为电感。
2. 压控振荡器（VCO）：将S1的1或2拨上，S2的1拨上、2拨下，则变容二极管D1、D2并联在电感L2两端。当调节电位器W1时，D1、D2两端的反向偏压随之改变，从而改变了D1和D2的结电容Cj，也就改变了振荡电路的等效电感，使振荡频率发生变化。其交流等效电路如图7-2所示
C14104
图7-2 压控振荡器交流等效电路图
3. 晶体压控振荡器
开关S1的1接通或2接通，S2 的2接通，就构成了晶体压控振荡器。
四、实验步骤
1. 两种压控振荡器的频率变化范围
1) 将电路连接成压控振荡器，频率计接于J1，直流电压表接于TP3。
2) 将W1从低阻值、中阻值到高阻值位置，分别将变容二极管的反向偏置电压、输出频
率记于下表中。
2. 将电路改接成晶体压控振荡器，重复上述实验，并将结果记于下表中。
3. 在晶体压控振荡器电路的基础上，将L2并接于晶体两端，但需将CCI断开或置于容量最小位置。然后重做上述实验，将结果记于下表中。
篇二：VCO振荡器
选课时间段 序号（座位号） 36
杭州电子科技大学 实 验 报 告
课程名称 实验名称 指导老师刘国华
学生名称廖鹭 学生学号 10047863 学生班级 10041812 所学专业 实验日期
一、实验目的
1.了解变容二极管原理，掌握高频LC振荡器与压控振荡器的设计要点 2.按要求设计一个VCO电路，掌握高频电路设计、组装和调试步骤与方法。
二、设计要求
1.设计一个改进型电容三点式压控振荡器，实现无明显失真的正弦波输出，改变变容二极管静态工作点调整输出频率。
2.电源电压：±12V；输出频率调节范围：6.5MHz-7.2MHz；输出信号幅度范围：2.5V-3.4V；
三、实验仪器与器材
四、实验电路
五、实验原理
1.变容二极管原理
当PN结外加反偏电压时，势垒电容随外加电压的增加而减小。变化曲线如图所示。当变容二极管结电容作为振荡器振荡电容一部分时，改变变容管反偏电压可以达到改变振荡频率的目的。
2.原理电路
改进型电容三点式振荡器具有电路简单、起振容易、频率稳定性高的特点。在工程实践中获得广泛应用。
电路形式采用克拉泼电路，根据理论分析可以知道，当通过减小与电感串联的电容值来提高振荡频率时，振幅就会明显下降，甚至停振。这是克拉泼电路的一个缺点。
六、实验电路及器件参数设计
1.直流参数为了使电路能够正常起振，并且有合适的增益，应该讲R3选择为10K的电位器，R1和R2都选择5.1k电阻，而R4作为集电极负载应尽量大些，定为2k；发射级电阻R5应相对小些，为1k。 旁路电容C1选择10u，隔直电容C2选择100nF 根据理论计算可知，集电极电流在3-6mA变化。
2.振荡部分
电路采用克拉泼振荡电路，电感选择10uH，与电感串联的电容
应该尽量小，这样可以将振荡部分对反馈系数的影响降低，因此，C5应该选择47pF。振荡系数应大于1，因此C3选择330pF，C4选择680pF。R6作为交流负载的一部分应尽量大，这样可以使输出幅值保持在一个较高电位，R6选择100k。
根据计算，振荡频率（不考虑变容管等效电容）应在
8MHz以下。
3.变容管部分
电源电压12V，将电位器R8定为50k，为了使电位器对变容管两端电压影响大些，电阻R7应该选择为2k。
根据经验并参考其他电路设计，电源与地之间的滤波电容使用1nF和10nF。
七、仿真结果
八、调试与测试结果
九、实验总结
通过这次实验，对变容二极管调频电路有了更深的了解，练习了对改进型电容三点式振荡电路的分析与计算。了解了电路中一些元器件阻值容值的确定方法，因为隔直、耦合、滤波电容的选择对高频模拟电路的影响是非常大的。 而电路板的焊接与调试过程则锻炼了动手能力，并使我意识到理论分析与实际电路是有差别的，这就需要耐心调试，直至调试出理想的结果。
篇三：微波有源器件实验报告
实验一 压控振荡器（VCO）
一、实验目的
（1）掌握压控振荡器的工作原理，了解其性能指标。 （2）学会用频谱仪对压控振荡器的性能指标进行测试。
二、实验原理
1. 压控振荡器概述
压控振荡器是振荡频率受控制电压输出频率伏。
VCO作为一个振荡器，它的频率由电压来控制。压控振荡器实现压控的方法主要有如下两种:
（1）直接改变决定振荡频率的振荡回路元件（如R, L, C）的数值; （2）控制多谐振荡器中定时元件的充放电电流或电压。
利用上述方法，原则上各种振荡器都可能改造成为一个压控振荡器。VCO首先是一个振荡器，只是多了一个控制端，可以用电压去控制振荡器的振荡频率。
压控振荡器主要有如下几种类型: （1）LC压控振荡器 （2）RC压控振荡器 （3）负阻压控振荡器 （4）晶体压控振荡器
在应用中究竟采用那种形式的压控振荡器，必须视场合和要求而定。如果只是为了简便和有很宽的调谐范围（即频率覆盖)，而对相位噪声没什么要求，那么可以选用由RC振荡器所构成的VCO；如果要求有较宽的调谐范围和较低的相位噪声，可以选用由LC振荡器构成的VCO;如果对相位噪声指标要求较高，而调谐范围并不要求那么宽，那么可以选用由晶体振荡器所构成的VCO。
Vc(t)控制的振荡器，
即是一种频率电压变换器。
??KVc(t), K是压控振荡器控制灵敏度或者增益系数，单位为（弧度/秒）/
2. 压控振荡器的主要技术指标
（1）中心频率?0及频率变化范围，要求频率覆盖范围大 （2）频率稳定度高（短期和长期)
压控振荡器的频率相对稳定度一般低于用同样电路构成的固定频率振荡器。一般LC压控振荡器和负阻压控振荡器稳定度可达10-4-10-6/月，晶体压控振荡器可达10-6-10-10/月。一般希望VCO的频率稳定度在长期和短期范围内比较高。
（3）相位噪声，要求尽可能低，这是VCO最重要的质量指标。
频率源的相位噪声直接影响频率源的短期频率稳定度。频率源的短期频率稳定度有两种表征法，在频域用单边相位噪声功率表征，在时域则用阿伦方差表征。频域表征能较好地反映高频相位噪声对频率稳定度的影响。而时域表征能较好的反应低频相位噪声对频率稳定度的影响。在此只介绍更为常用的频域表征法。
频率稳定度的频域表征法是用单边（SSB）相位噪声谱密度表示。单边相位噪声谱密度是指偏离载频fc一定量?f处，单位频带内噪声功率PSSB相对于平均载波功率
PC比值的分贝值，使用模拟频谱仪测量单边带相位噪声谱密度公式如下：
?(fm)?N?A?C?10lgBn
其中，?(fm)为单边带相位噪声谱密度，dBc/Hz；N为偏离载频fm处的噪声功率电平，dBm；A为载波电平，dBm；C为频谱测量随机噪声修正值，对模拟频谱仪其值为2.5dB；Bn为频谱仪等效噪声带宽。
例如，测得载波功率为7dBm,在偏离载频10kHz处在带宽1kHz内的噪声功率-43dBm那么单位频带内的相对单边噪声功率为
-43dBm-7dBm-2.5dB-10lg(1000)dB=-82dBc/Hz@10kHz
（4）压控线性
一般压控振荡器在频率覆盖范围内并不一定能保证很好的压控线性，使用上一般则希望压控振荡器在一定的频率范围内控制线性度越高越好。
（5）压控增益（或称压控灵敏度）
要求有一定的压控灵敏度K。K的大小根据技术指标要求和实际可能性来确定。从同步带的角度希望K越大越好，从边带抑制的角度希望K越小越好。因此在满足同步范围的前提下尽可能选取较小的K。
（6）其他如压控方便，电路宜于集成化、抗机械振动及抗电磁干扰等。
三、实验设备
AV4062频谱仪，压控振荡器模块，直流电源，1-20V直流可调电源
四、测量内容和实验步骤
测量VCO的频率，频率覆盖范围，输出功率，线性度/伏，谐波分量，杂散 1）将压控振荡器模块按下图连接
2）开启AV4062频谱仪电源和DC电源，调节VCO的调谐电压Vtune至最小，观察AV4062频谱仪上所显示频率、功率、相位噪声（偏移载频1MHz、100KHz）、杂散等并记录。
3）调节VCO的调谐电压Vtune至最大（20V），观察AT6030D频谱仪上所显示频率、功率相位噪声（偏移载频1MHz、100KHz）、杂散等并记录。
4）调节VCO的调谐电压Vtune，观察AV4062频谱仪上所显示频谱的变化，并用MARKER跟踪，读出不同调谐电压下的频率值和功率值，给出压控线性图（频率/每伏（0-10V表格或曲线）），同时观测VCO的二次谐波分量记录并比较。
五、实验数据测量及分析
1. 压控线性表
调谐电压超过16V以后，发现VCO输出频谱有误，说明此时已超出工作范围。 2. 功率相位噪声（偏移载频1MHz）
实验二放大器
一、实验目的
1、掌握射频放大器的基本原理和设计方法； 2、利用实验模块实际测量，了解放大器的特性； 3、学会用频谱仪的测试结果提取放大器的主要参数。
二、88实验原理
射频频带放大器可分为宽带放大器和窄带放大器，其主要的技术指标有：中心频率f0：中心频率就是放大器的工作频率，一般在几百千赫到几百兆赫。它是放大器的主要指标，是根据设备的整体指标确定的。
1.增益：增益是表示放大电路对有用信号的放大能力。通常用在中心频率上电压增益和功率增益两种方法表示：
AV0?
电压增益
V0P
AP0?0
Vi功率增益Pi
式中，V0、Vi分别为放大电路中心频率上的输出、输入电压幅度，P0、Pi分别为放大电路中心频率上的输出、输入功率。通常增益用分贝表示。
2.通频带：为保证频带信号无失真地通过放大电路，要求放大器的增益频率响应特性必须有与信号带宽相适应的平坦宽度。放大电路电压增益频率响应特性中增益由最大值下降3dB时对应的频带宽度，称为放大器的通频带。通常以B或
2?f0.7表示。
3.选择性：是指对通频带之外干扰信号的衰减能力，有两种描述方法：一是用矩形系数来说明临近波道选择性的好坏；二是用抑制比来说明对带外某一特定干扰频率
fN信号抑制能力的大小，其定义为益；
d?
AP(f0)
AP(fN)，式中AP(f0)是中心频率上的功率增
AP(fN)是某特定干扰频率fN上的功率增益。抑制比用分贝表示则为
AP(f0)AP(fN)
d(dB)?10lg
4.工作稳定性：是指当放大电路的工作状态、元件参数等发生可能的变化时，放大器的主要性能的稳定程度。不稳定现象表现在增益变化、中心频率偏移、通频带变