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LC振蕩器及選頻放大器實驗--模擬電路實驗箱

一、實驗內容
1、了解LC正弦波振蕩器的組成與原理及振蕩條件。
2、掌握LC選頻放大器幅頻特性的測試方法。
二、實驗原理
圖19-2為三極管LC選頻放大電路。R3、1R_P、R4、2R_P、R6、C2為放大器偏置元件，為三極管提供靜態工作點使其工作在放大區。
LC并聯諧振回路（諧振頻率f₀）作放大器集電極負載，主要作用是選頻，為振蕩器產生正弦波。
輸入信號Si經R₁、R₂分壓后（

）經C1耦合送至V的b-e之間，經放大后，通過LC選頻，選出頻率為f₀的信號送到負載R₇或R₈上。
1、LC選頻放大器的品質因數。
在LC并聯諧振電路中，無負載時電路的品質因數

近似和電感線圈的品質因數Q相等，即

當并聯諧振回路接在選頻放大器的集電極，并在次級接有負載時，諧振電路的有載品質因數為：

其中

為晶體管輸出電導；

為負載電導；

為線本身的電導。
此時諧振電路的諧振頻率f0為

2、LC選頻放大器的電壓放大倍數
LC選頻放大器的放大倍數與頻率有關，若在頻率f₀時放大倍數為A₀，而在其它頻率上放大倍數為A，則放大器的相對放大倍數為

在高于或低于f₀時，放大器的相對放大倍數都有減小，離f0越遠放大倍數越小，隨Q_L的不同，放大器的相對放大倍數和頻率之間關系如圖19-1所示。
將放大器的相對放大倍數

的兩個頻率之間的頻率范圍定義為放大器的通頻帶。

通頻帶與Q_L成反比，Q_L越高，通頻帶越窄，曲線越尖銳,選擇性越好。

圖19-1 選頻特性曲線
三、實驗儀器
1、正弦波信號發生器
2、示波器
3、頻率計（若無頻率計，可由示波器測量波形周期再進行換算。）
4、分立元件放大電路模塊
四、預習要求
1、復習LC電路三點式振蕩器振蕩條件及頻率計算方法，計算圖19-2所示電路中當電容C分別為0.047μF和0.0lμF時的振蕩頻率。
2、復習LC選頻放大器幅頻特性。

圖19-2
五、實驗內容及步驟
1、測選頻放大器的幅頻特性曲線
(1)按圖19-2接線，先選電容C為0.01μF。
(2)調1R_P使晶體管V的集電極電壓為6V(此時2R_P=0)。
(3)調信號源幅度和頻率，使f≈16KHz，Vi=l0V_P-P，用示波器監視輸出波形，調2R_P使失真最小，輸出幅度最大，測量此時幅度，計算Au。
(4)微調信號源頻率(幅度不變)使Vout最大，并記錄此時的f及輸出信號幅值。
(5)改變信號源頻率，使f分別為(fo-2)，(fo-l)，(fo-0.5)，(fo+0.5)，
(fo+1)，(fo+2)，(單位：KHz)，分別測出相對應頻率的輸出幅度。
(6)將電容C改接為0.047μF,重復上述實驗步驟。
2、LC振蕩器的研究
圖19-2去掉信號源，先將C=0.01uF接入，斷開R2。在不接通B、C兩點的情況下，令2R_P=0，調lR_P使V的集電極電壓為6V。
(1)振蕩頻率
①接通B、C兩點，用示波器觀察A點波形，調2R_P使波形不失真，測量此時振蕩頻率，并與前面實驗的選頻放大器諧振頻率比較。
②將C改為0.047μF，重復上述步驟。
(2)振蕩幅度條件
①在上述形成穩定振蕩的基礎上，測量Vb、Vc、VA。求出Au·F值，驗證Au·F是否等于l。
②調2R_P，加大負反饋，觀察振蕩器是否會停振。
③在恢復振蕩的情況下，在A點分別接入20K、lK5負載電阻，觀察輸出波形的變化。
3、影響輸出波形的因素
(1)在輸出波形不失真的情況下，調2R_P，使2R_P→0，即減小負反饋，觀察振蕩波形的變化。
(2)調R_P使波形在不失真的情況下，調2R_P觀察振蕩波形變化。
六、實習報告
1、由實驗內容l作出選頻的|A_U|～f 曲線。
2、記錄實驗內容二的各步實驗現象，并解釋原因。
3、總結負反饋對振蕩幅度和波形的影響。
4、分析靜態工作點對振蕩條件和波形的影響。

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