高頻電子通信實驗-石英晶體振蕩器

一、實驗準(zhǔn)備
1.做本實驗時應(yīng)具備的知識點：
石英晶體振蕩器
串聯(lián)型晶體振蕩器
靜態(tài)工作點、微調(diào)電容、負(fù)載電阻對晶體振蕩器工作的影響
2.做本實驗時所用到的儀器：
晶體振蕩器模塊
雙蹤示波器
頻率計
萬用表
二、實驗?zāi)康?/strong>
1.熟悉電子元器件和高頻電子線路實驗系統(tǒng)。
2.掌握石英晶體振蕩器、串聯(lián)型晶體振蕩器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。
3.熟悉靜態(tài)工作點、負(fù)載電阻對晶體振蕩器工作的影響。
4.感受晶體振蕩器頻率穩(wěn)定度高的特點，了解晶體振蕩器工作頻率微調(diào)的方法。
三、實驗內(nèi)容
1.用萬用表進(jìn)行靜態(tài)工作點測量。
2.用示波器觀察振蕩器輸出波形，測量振蕩電壓峰-峰值V_p-p，并以頻率計測量振蕩頻率。
3.觀察并測量靜態(tài)工作點、負(fù)載電阻等因素對晶體振蕩器振蕩幅度和頻率的影響。

圖4-1 晶體振蕩器交流通路
四、基本原理
1.晶體振蕩器工作原理
一種晶體振蕩器的交流通路如圖4-1所示。圖中，若將晶體短路,則L₁、C₂、C₃就構(gòu)成了典型的電容三點式振蕩器(考畢茲電路)。因此，圖4-1的電路是一種典型的串聯(lián)型晶體振蕩器電路（共基接法）。若取L₁=4.3μH、C₂=820pF、C₃=180pF，則可算得LC并聯(lián)諧振回路的諧振頻率f₀≈6MHz，與晶體工作頻率相同。圖中， C₅是耦合（隔直流）電容，R₅是負(fù)載電阻。很顯然，R₅越小，負(fù)載越重，輸出振蕩幅度將越小。
2.晶體振蕩器電路
晶體振蕩器電路如圖4-2所示。圖中，4R03、4C02為去耦元件，4C01為旁路電容，并構(gòu)成共基接法。4W₀₁用以調(diào)整振蕩器的靜態(tài)工作點（主要影響起振條件）。4C₀₅為輸出耦合電容。4Q02為射隨器，用以提高帶負(fù)載能力。實際上，圖4-2電路的交流通路即為圖4-1所示的電路。

五、實驗步驟
1.實驗準(zhǔn)備
在實驗箱主板上插好晶振模塊，接通實驗箱上電源開關(guān)，按下開關(guān)4K01，此時電源指示燈點亮。
2.靜態(tài)工作點測量
改變電位器4W01可改變4Q01的基極電壓V_B，并改變其發(fā)射極電壓V_E。記下V_E的最大、最小值，并計算相應(yīng)的I_Emax、I_Emin值（發(fā)射極電阻4R04=1KΩ）。
3.靜態(tài)工作點變化對振蕩器工作的影響
⑴ 實驗初始條件：V_EQ=2.5V（調(diào)4W01達(dá)到）。
⑵ 調(diào)節(jié)電位器4W01以改變晶體管靜態(tài)工作點I_E，使其分別為表4.1所示各值，且把示波器探頭接到4TP02端，觀察振蕩波形，測量相應(yīng)的振蕩電壓峰-峰值V_p-p，并以頻率計讀取相應(yīng)的頻率值，填入表4.1。
表4.1

V_EQ(V) 2.0 2.2 2.4 2.6 2.8 3.0

f(MHz)

V_p-p(V)

六、實驗報告要求
1.根據(jù)實驗測量數(shù)據(jù)，分析靜態(tài)工作點(I_EQ)對晶體振蕩器工作的影響。
2.對實驗結(jié)果進(jìn)行分析，總結(jié)靜態(tài)工作點、負(fù)載電阻等因素對晶體振蕩器振蕩幅度和頻率的影響，并闡述緣由。
3.對晶體振蕩器與LC振蕩器之間在靜態(tài)工作點影響、帶負(fù)載能力方面作一比較，并分析其原因。
4.總結(jié)由本實驗所獲得的體會。

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