【導(dǎo)讀】在射頻電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，Peltz振蕩器以其獨(dú)特的雙晶體管架構(gòu)和穩(wěn)定的振蕩特性，成為學(xué)習(xí)高頻電路原理的理想平臺(tái)。本次實(shí)驗(yàn)將基于ADALM2000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊，完整展示Peltz振蕩器的設(shè)計(jì)、仿真與實(shí)測(cè)流程，為電子工程學(xué)習(xí)者提供一套可落地的實(shí)踐方案。
在射頻電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，Peltz振蕩器以其獨(dú)特的雙晶體管架構(gòu)和穩(wěn)定的振蕩特性，成為學(xué)習(xí)高頻電路原理的理想平臺(tái)。本次實(shí)驗(yàn)將基于ADALM2000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊，完整展示Peltz振蕩器的設(shè)計(jì)、仿真與實(shí)測(cè)流程，為電子工程學(xué)習(xí)者提供一套可落地的實(shí)踐方案。
圖1.Peltz振蕩器基本配置
LC諧振電路的諧振頻率由公式1得出。
電路原理深度解析
雙晶體管協(xié)同工作機(jī)制
Peltz振蕩器采用Q1、Q2兩個(gè)晶體管構(gòu)成的放大-反饋結(jié)構(gòu)。Q1作為共基極放大器，其集電極負(fù)載由LC諧振電路（L1+C1）組成；Q2配置為射極跟隨器，形成閉環(huán)正反饋。當(dāng)諧振電路在特定頻率處呈現(xiàn)最大阻抗時(shí)，共基極級(jí)獲得峰值電壓增益，與射極跟隨器（增益≈1）共同構(gòu)建大于1的環(huán)路增益，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定振蕩。
圖2.提高輸出擺幅
輸出擺幅優(yōu)化策略
基礎(chǔ)配置中，LC諧振電路的峰峰值擺幅受限于晶體管結(jié)壓降（約±0.6V）。通過引入基極串聯(lián)電阻（R2、R3），在電壓擺幅達(dá)到極限時(shí)分流基極電流，可有效將輸出擺幅提升至±1.25V以上。這一改進(jìn)顯著增強(qiáng)了電路的實(shí)用性和觀測(cè)效果。
實(shí)驗(yàn)實(shí)施全流程
仿真預(yù)驗(yàn)證階段
●使用仿真軟件構(gòu)建圖1、圖2所示電路
●計(jì)算偏置電阻R1，確保雙管集電極電流>200μA（-5V供電）
●配置L1（100μH）、C1（100pF），實(shí)現(xiàn)>1MHz諧振頻率
●通過瞬態(tài)仿真驗(yàn)證擺幅提升效果，記錄數(shù)據(jù)用于實(shí)測(cè)對(duì)比
材料
?ADALM2000主動(dòng)學(xué)習(xí)模塊
?無焊試驗(yàn)板
?跳線
?兩個(gè)小信號(hào)NPN晶體管(2N3904)
?一個(gè)10 kΩ電阻
?兩個(gè)4.7 kΩ電阻
?一個(gè)100 μH電感
?一個(gè)100 pF電容
圖3.Peltz振蕩器電路
硬件搭建要點(diǎn)
●按圖3布局在無焊試驗(yàn)板上組裝電路
●重點(diǎn)檢查電源極性（-5V）及晶體管方向（2N3904）
●示波器通道1連接LC諧振電路，通道2監(jiān)測(cè)發(fā)射極波形
●設(shè)置采集參數(shù)：200mV/div，時(shí)基1μs/div，上升沿觸發(fā)
圖4.Peltz振蕩器電路試驗(yàn)板連接
實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析
接通電源后，示波器應(yīng)顯示穩(wěn)定的正弦振蕩波形（參考圖5）。通過對(duì)比仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果，學(xué)生可以深入理解：
●實(shí)際元件參數(shù)與理想模型的差異
●布線分布參數(shù)對(duì)高頻電路的影響
●晶體管非線性特性的實(shí)際表現(xiàn)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)價(jià)值
本實(shí)驗(yàn)將抽象的高頻振蕩原理轉(zhuǎn)化為可視化的電信號(hào)，幫助學(xué)生建立從理論計(jì)算、仿真驗(yàn)證到硬件實(shí)現(xiàn)的完整工程思維。特別適合作為《高頻電子線路》、《射頻電路設(shè)計(jì)》等課程的配套實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的電路調(diào)試能力和系統(tǒng)分析能力。
圖5.Peltz振蕩器電路波形圖
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