高频课设_高频电感三点式正弦波振荡器

高频课设_高频电感三点式正弦波振荡器
高频课设_高频电感三点式正弦波振荡器

摘要 (1)

Abstract (2)

设计目的及任务要求 (2)

1 设计目的及任务要求 (3)

1.1 设计目的 (3)

1.2 任务要求 (3)

1.3 软件简介 (3)

2 理论基础 (4)

2.1 振荡器 (4)

2.2 三点式振荡器 (4)

2.3 电感三点式(哈特莱)振荡器 (5)

2.4 振荡器工作原理 (6)

3 电路设计 (7)

3.1 设计概述 (7)

3.2 电感振荡部分 (8)

4 仿真结果 (10)

5 结果分析 (13)

心得体会 (14)

参考文献 (15)

振荡器是用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波)的电子元件。其构成的电路叫振荡电路,能将直流信号转换为具有一定频率的交流电信号输出。振荡器的种类很多,按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器;按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等;按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。

三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合, 可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点, 是一种广泛应用的振荡电路, 其工作频率可达到几百兆赫。本文将围绕高频电感三点式正弦波振荡器进行具有具体功能的振荡器的理论分析与设计。

关键词:电感三点式正弦波振荡器缓冲级

Abstract

Oscillator is used to generate repeated electrical signals (typically a sine wave or square wave) of the electronic components. Its circuit configuration is called an oscillation circuit, capable of DC into AC electrical output signal having a certain frequency. Many types of oscillators, according to the oscillation excitation can be divided into self-excited oscillator, he excited oscillator; according to the circuit structure can be divided RC-oscillator, LC oscillator, crystal oscillator, the tuning fork oscillators; according to output waveform can be divided into sine wave, square wave, sawtooth oscillator. Widely used in the electronics industry, medical and scientific research.

Refers to a three-point oscillator LC oscillator circuit three electrodes of the transistor's three terminals are connected and composed. Three-point oscillator circuit with capacitive coupling or coupling autotransformer replace mutual coupling can be overcome by a low frequency oscillator coupled mutual disadvantage, is a widely used oscillator circuit, the operating frequency up to several hundred megahertz. This article will focus on high-frequency inductors three-sinusoidal oscillator oscillator has a specific function of the theoretical analysis and design.

Keywords: high-frequency inductors three-sinusoidal oscillator buffer stage

1 设计目的及任务要求

1.1 设计目的

培养较为扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;加深对电路器件的选型及电路形式的选择的了解;提高高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力;强化使用实验仪器进行电路的调试检测能力。

1.2 任务要求

1、采用晶体三极管或集成电路、场效应管构成高频电感三点式正弦波振荡器;

2、额定电源电压5.0V ,电流1~3mA;

输出频率8 MHz (频率具较大的变化范围);

3、通过跳线可构成发射极接地、基极接地及集电极接地振荡器;

4、有缓冲级,在100欧姆负载下,振荡器输出电压≥ 1 V (D-P);

1.3 软件简介

Proteus软件是英国Lab Center Electronics公司出版的EDA工具软件(该软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司)。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。它是目前比较好的仿真单片机及外围器件的工具。虽然目前国内推广刚起步,但已受到单片机爱好者、从事单片机教学的教师、致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。

Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件),从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真,一键切换到PCB设计,真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台。

利用Capture软件,能够实现绘制电路原理图以及为制作PCB和可编程的逻辑设计提供连续性的仿真信息。OrCAD Capture作为行业标准的PCB原理图输入方式,是当今世界最流行的原理图输入工具之一,具有简单直观的用户设计界面。不管是用于设计模拟电路、复杂的PCB、FPGA和CPLD、PCB改版的原理图修改,还是用于设计层次模块,OrCAD Capture都能为设计师提供快速的设计输入工具。此外,OrCAD Capture原理图输入技术让设计师可以随时输入、修改和检验PCB设计。

Cadence OrCAD Capture是一款多功能的PCB原理图输入工具。

2 理论基础

2.1 振荡器

振荡器是一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号能量的转换电路,根据其结构特点主要分为RC,LC振荡器和晶体振荡器。其中采用RC网络作为选频移相网络的振荡器统称为RC正弦振荡器,属音频振荡器;而采用LC振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器称为LC振荡器。至于晶体振荡器,则是使用石英晶体作为主要谐振器件的振荡器。

在本次设计实验中,我们主要研究的是LC三点式振荡器。

LC振荡器可以分为如下几类:

变压器耦合式:单管LC正弦振荡器;差分对管LC正弦振荡器;

三点式:电容三点式(考毕兹)振荡器;电感三点式(哈特莱)振荡器;

改进三点式:克拉泼振荡器;西勒振荡器;

2.2 三点式振荡器

三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合, 可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点, 是一种广泛应用的振荡电路, 其工作频率可达到几百兆赫。根据具体元件选择与接法的不同又可以分为电容三点式振荡器(考毕兹振荡器)与电感三点式(哈特莱振荡器)两种,其主要特点如下:电容三点式:反馈电压中高次谐波分量很小,因而输出波形好,接近正弦波。反馈系数因与回路电容有关,如果用该变回路的方法来调整振荡频率,必将改变反馈系数,从而影响起振。

电感三点式:便于用改变电容的方法来调整振荡频率,而不会影响反馈系数,但是反馈电压中高次谐波分量比较多,输出波形差。

2.3 电感三点式(哈特莱)振荡器

电感三点式振荡电路是指原边线圈的3个段分别接在晶体管的3个极。又称为电感反馈式振荡电路或哈特莱振荡电路。其典型电路图与交流等效电路图如下图所示:

图2.3.1-电感三点式(哈特莱)振荡电路

图2.3.2-电感三点式振荡器交流等效电路

该电路具有如下特点:

1.易起振;

2.调节频率方便。

3.输出波形较差。

2.4 振荡器工作原理

电感三点式振荡器的原理电路如图2.3.1所示,图2.3.2是其交流等效电路。图2.3.2中, R b1、R b2和R e 为分压式偏置电阻;C b 和C e 分别为隔直流电容和旁路电容;L 1、L 2和C 组成并联谐振回路,作为集电极交流负载。谐振回路的三个端点分别与晶体管的三个电极相连,符合三点式振荡器的组成原则。由于反馈信号f U ?

由电感线圈L 2取得,故称为电感反馈三点式振荡器。

采用与电容三点式振荡电路相似的方法可求得起振条件的公式为

()ie p oe fe Fg g g F

y +'+>1 (1) 式中,各符号的含义仍与考毕兹振荡器相同,只是反馈系数F 的表达式有所不同,此处F 定义如下:

M

L M L F ++=

12 (2) 其中M 为L 1、L 2 的互感系数

当线圈绕在封闭瓷芯的瓷环上时,线圈两部分的耦合系数接近于1,反馈系数F 近似等于两线圈的匝数比,即F =N 2/N 1。振荡频率的近似为 ()C M L L LC f 221212

10++=≈ππ (3) 若考虑g oe 、g ie 的影响时,满足相位平衡条件的振荡频率值为

()()

221021M L L g g g LC f ie p oe -'++≈π (4) 式中,L =L 1+L 2+2M 。

由式 (4) 可见,电感三点式振荡器的振荡频率要比式 (3) 所示的频率值稍低一些,g oe 、g ie 越大,耦合越松,偏低得越明显。

以上是对电感三点式振荡电路的基本分析,由于此次设计要根据要求加入跳线开关及缓冲级,使频率具较大的变化范围并在在100欧姆负载下,振荡器输出电压≥ 1 V (D -P),因此还需要有一些辅助电路。

3 电路设计

3.1 设计概述

本次设计的电路主要由电感振荡电路部分与输出缓冲级部分构成。电感振荡电路部分振荡器有基本放大器、选频网络和正反馈网络三个部分组成;输出缓冲级是在电路的输出端加一射极跟随器。基本放大器和射极跟随器都是由晶体三极管2N2222构成,典型电路模型如下图:

图3.1.1-电感振荡电路部分

3.2 电感振荡部分

图3.2.1-电感振荡电路模块

电感振荡电路部分振荡器有基本放大器、选频网络和正反馈网络三个部分组成。

为了维持震荡,放大器的环路增益应该等于1,即AF=1,因为在谐振频率上振荡器的反馈系数为C1/C2,所以维持振荡所需的电压增益应该是

A=C2/C1

电容三点式振荡器的谐振频率为

f0=1/2π[L(C1C2/(C1+C2) )]/2

在实验中可通过测量周期T来测定谐振频率,即

f0=1/T

放大器的电压增益可通过测量峰值输出电压V op和输入电压Vip来确定,即

A=V op/Vip

滤波网络:滤除电源中的交流成分是外加电源中只含有直流成分,因为振荡器所要求的加在电路上的电能是直流电能,而实际电源很难达到纯粹的直流,所以需要加这样一个电路将其中可能的交流成分滤除。

放大网络:放大网络就是通过加在基极的直流电压来控制集电极的电压输

出。放大网络对于靠近谐振频率的信号,有较大的增益,对于远离谐振频率的信号,增益迅速下降。

选频网络:由电感及电容组成的选频网络分为两类,一类是串联谐振回路,另一类是并联谐振回路,回路谐振时,电感线圈中的磁能与电能中的磁能周期性的转换着。电抗元件不消耗外交电动势能量。外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量,以维持回路中的等幅振荡。所以在串联谐振时,回路中电流达到最大值,并联谐振中,负载电压达到最大值。

正反馈网络:反馈,指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入,进而影响系统功能的过程,即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。正反馈使输出起到与输入相似的作用,使统偏差不断增大,使系统振荡,可以放大控制作用。正反馈网络是电感反馈三点式振荡网络中比较重要的一个环节。

3.4 整体电路

整体电路原理图如下:

图3.4.1-整体电路

4 仿真结果

图4.1 仿真波形

图4.2 仿真波形

图4.3 连线图

图4.4 加边框

图4.5 镀铜

5 结果分析

作为传统哈特莱振荡电路时也可以产生比较不错的正弦振荡波,但是有微小失真,且电压较高。由于两个电感间存在互感,所以电感三点式正弦波发生器存在一定的失真,这是电感三点式的缺点,优点在于可以通过调节电容来调节正弦波的频率。

此外,电容C增大与减小过程中出现的各种情况也与理论情况接近,故可以认为本次仿真在误差允许的范围内是准确的。

心得体会

本次课程设计的题目是高频电感三点式正弦波振荡器的设计,主要应用了高频电子线路三点式振荡器电路内容。因为高频的知识本来就不容易懂,所以查找资料和查阅基础知识,花了很长的时间。这些都应归咎于自己基础知识的匮乏。通过查找资料,结合书本中所学的知识,我最终完成了课程设计的内容。把书中所学的理论知识和具体的实践相结合,有利于我们对课本中所学知识的理解,并加强了我们的动手能力。

这次设计让我更好地掌握了常用元件的识别和测试,更加深刻地理解了课本知识。在此次做课程设计的过程中,我深深地感受到了自己所学到知识的有限和自身的不足,并且学会了对所找内容的取舍及分析。总之,从中我学习到了如何解决遇到的困难,而且进一步熟悉了晶体管的应用并掌握了其工作原理和具体的使用方法,增强了对实验的思考能力。

参考文献

[ 1 ]李银花《电子线路设计指导》,航空航天大学出版社,2005.6

[ 2 ]朱力恒《电子技术仿真实验教程》,电子工业出版社,2003.7

[ 3 ]康华光《电子技术基础》,高等教育出版社,2000.6

[ 4 ]王志纲《现代电子线路》,清华大学出版社,2003.4

[ 5 ]张肃文《高频电子线路》,高等教育出版社,1993.4

[ 6 ]杨翠娥《高频电子线路实验与课程设计》,哈尔滨工程大学出版社,1996.8 [ 7 ]高如云《通信电子线路》,西安电子科技大学出版社,2005.7

Proteus与cadence实训(高频正弦波振荡器)

课程设计任务书 学生姓名:专业班级:电子1001班指导教师:韩屏工作单位:信息工程学院题目: 高频晶体正弦波振荡器 初始条件: 计算机、Proteus软件、Cadence软件 要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求) 1、课程设计工作量:2周 2、技术要求: (1)学习Proteus软件和Cadence软件。 (2)设计一个高频晶体正弦波振荡器电路。 (3)利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版,用Proteus 软件对该电路进行仿真。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。全文用A4纸打印,图纸应符合绘图规范。 时间安排: 2013.11.11做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。 2013.11.11-11.16学习Proteus软件和Cadence软件,查阅相关资料,复习所设计内容的基本理论知识。 2013.11.17-11.21对高频晶体正弦波振荡器电路进行设计仿真工作,完成课设报告的撰写。 2013.11.22 提交课程设计报告,进行答辩。 指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 目录 (1) 摘要 (2) 一、工作原理说明 (3) 1.1、振荡器概念 (3) 1.2、静态工作点的确定 (3) 1.3、振荡器的起振检查 (4) 二、电路设计 (5) 2.1、正弦波振荡器的设计 (5) 2.2、电路功能的仿真 (7) 2.3、Cadence部分原理图设计 (9) 三、PCB版图设计 (15) 四、心得体会 (18) 五、参考文献 (19)

晶体振荡器课程设计

1石英晶体及其特性 (1) 1.1 石英晶体简介............................................... . ... 1.2石英晶体的阻抗频率特性...................................... 1 ... 2晶体管的部工作原理 (3) 3.晶体振荡器电路的类型及其工作原理 (4) 3.1串联型谐振晶体振荡器........................................ 4…??… 3.2并联谐振型晶体振荡器........................................ 6…??… 3.3泛音晶体振荡器................................................ 8 .. 4 确定工作点和回路参数(以皮尔斯电路为例) (10) 4.1主要技术指标 (10) 4.2确定工作点 (10) 4.3交流参数的确定 (11) 5提高振荡器的频率稳定度........................................... 1 2 6.总结 (13) 参考文献:........................................................ 1.4

Word 文档

1石英晶体及其特性 1.1石英晶体简介 石英是矿物质硅石的一种,化学成分是Sio2,形状是呈角锥形的六棱结晶体,具有各向异性的物理特性。按其自然形状有三个对称轴,电轴X,机械轴丫光轴Z。石英谐振器中的各种晶片,就是按与各轴不同角度,切割成正方形、长方形、圆形、或棒型的薄片,如图1的AT、BT、CT、DT 等切型。不同切型的晶片振动型式不,性能不同 1.2石英晶体的阻抗频率特性 石英谐振器的电路符号和等效电路如图121。C0称为静态电容,即晶体不振动时两极板间的等效电容,与晶片尺寸有关,一般约为几到几十pF。晶体作机械振动时的惯性以Lq、弹性用Cq振动时因磨擦造成的损耗用Rq来等效,它们的数值与晶片切割方位、形状和大小有关, 一般Lq为10 3102H,Cq为10 410 1pF,Rq 在几一几百欧之间。它

正弦波振荡器设计multisim(DOC)

摘要 自激式振荡器是在无需外加激励信号的情况下,能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑,本次课程设计采用电容三点式振荡器,运用multisim软件进行仿真。根据静态工作点计算出回路的电容电感取值,得出输出频率与输出幅度有效值以达到任务书的要求。 关键词:电容三点式;振荡器;multisim;

目录 1、绪论 (1) 2、方案的确定 (2) 3、工作原理、硬件电路的设计和参数的计算 (3) 3.1 反馈振荡器的原理和分析 (3) 3.2. 电容三点式振荡单元 (4) 3.3 电路连接及其参数计算 (5) 4、总体电路设计和仿真分析 (6) 4.1组建仿真电路 (6) 4.2仿真的振荡频率和幅度 (7) 4.3误差分析 (8) 5、心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录 (10) 附录Ⅰ元器件清单 (10) 附录Ⅱ电路总图 (11)

1、绪论 振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的,只有这样才能使振荡维持 下去。选频网络则只允许某个特定频率0f能通过,使振荡器产生单一频率的输出。 振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的;一个是反馈电压 U和输入电压i U要相等,这是振幅平衡条件。二是f U和i U必须相位相同,这是相位f 平衡条件,也就是说必须保证是正反馈。一般情况下,振幅平衡条件往往容易做到,所以在判断一个振荡电路能否振荡,主要是看它的相位平衡条件是否成立。 本次课程设计我设计的是电容反馈三点式振荡器,电容三点式振荡器,也叫考毕兹振荡器,是自激振荡器的一种,这种电路的优点是输出波形好。电容三点式振荡器是由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。 本课题旨在根据已有的知识及搜集资料设计一个正弦波振荡器,要求根据给定参数设计电路,并利用multisim仿真软件进行仿真验证,达到任务书的指标要求,最后撰写课设报告。报告内容按照课设报告文档模版的要求进行,主要包括有关理论知识介绍,电路设计过程,仿真及结果分析等。 主要技术指标:输出频率9 MHz,输出幅度(有效值)≥5V。

高频电子线路实验正弦波振荡器

. 太原理工大学现代科技学院 高频电子线路课程实验报告 专业班级信息13-1 学号2013101269 姓名 指导教师颖

实验名称 正弦波振荡器(LC 振荡器和晶体振荡器) 专业班级 信息13-1 学号 2013100 0 成绩 实验2 正弦波振荡器(LC 振荡器和晶体振荡器) 2-1 正弦波振荡器的基本工作原理 振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定的波形的交变振荡能量的装置。 正弦波振荡器在电子领域中有着广泛的应用。在信息传输系统的各种发射机中,就是把主振器(振荡器)所产生的载波,经过放大、调制而把信息发射出去。在超外差式的各种接收机中,是由振荡器产生的一个本地振荡信号,送入混频器,才能将高频信号变成中频信号。 振荡器的种类很多。从所采用的分析方法和振荡器的特性来看,可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。我们只讨论反馈式振荡器。根据振荡器所产生的波形,又可以把振荡器氛围正弦波振荡器和非正弦波振荡器。我们只介绍正弦波振荡器。 常用正弦波振荡器主要是由决定振荡频率的选项网络和维持振荡的正反馈放大器组成,这就是反馈振荡器。按照选频网络所采用的元件不同,正弦波振荡器可以分为LC 振荡器、RC 振荡器和晶体振荡器等类型。 一、反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理 以互感反馈振荡器为例,分析反馈型正弦自激振荡器的基本原理,其原理电路如图2-1所示; 当开关K 接“1”时,信号源Vb 加到晶体管输入端,这就是一个调谐放大器电路,集电极回路得到了一 ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………

正弦波振荡器

正弦波振荡器 本文重点 1.了解调谐放大器的电路结构、工作特点及工作原理。 2.理解正弦波振荡电路的工作原理、振荡条件。 3.掌握变压器耦合及三点式LC 振荡电路的工作原理及振荡频率。 4.了解石英晶体振荡电路。 本文难点 1.调谐放大器的选频能力。 2.正弦波振荡电路的振荡条件。 1 正弦波振荡器的基本知识 正弦波振荡器:一种不需外加信号作用,能够输出不同频率正弦信号的自激振荡电路。 .1 自激振荡的工作原理 LC 回路中的自由振荡 如图5 2.1(a )所示。 自由振荡——电容通过电感充放电,电路进行电能和磁能的转换过程。 阻尼振荡——因损耗等效电阻R 将电能转换成热能而消耗的减幅振荡。图6.2.1(b )所示。 等幅振荡——利用电源对电容充电,补充电容对电感放电的振荡过程,图6.2.1(c )所示。这种等幅正弦波振荡的频率称为LC 回路的固有频率,即 LC f π=210 (5.2.1) 图5 2.1 LC 回路中的电振荡 一、自激振荡的条件 振荡电路如图5.2.2所示。 振荡条件:相位平衡条件和振幅平衡条件。

1.相位平衡条件 反馈信号的相位与输入信号相位相同,即为正反馈,相位差是180? 的偶数倍,即 ? = 2n π (5.2.2) 其中,? 为v f 与v i 的相位差,n 是整数。v i 、v o 、v f 的相互关系参见图6.2.3。 2.振幅平衡条件 反馈信号幅度与原输入信号幅度相等。即 A V F = 1 (5.2.3) 图5.2.2 变调谐放大器为振荡器 图5.2.3 自激振荡器方框图 三、自激振荡建立过程 自激振荡器:在图5.2.2中,去掉信号源,把开关S 和点“2”相连所组成的电路。 自激振荡建立过程:电路接通电源瞬间,输入 端产生瞬间扰动信号v i ,振荡管V 产生集电极电流 i C ,因i C 具有跳变性,它包含着丰富的交流谐波。 经LC 并联电路选出频率为f 0的信号,由输出端输 出v o ,同时通过反馈电路回送到输入端,经过放大、 选频、正反馈、再放大不断地循环过程,将振荡由 弱到强的建立起来。当信号幅度进入管子非线性区 域后,放大器的放大倍数降低到 A V F = 1时,振幅 不再增加,自动维持等幅振荡。如图5.2.4所示。 [例5.2.1] 判断图5.2.5(a )所示电路能否产生 自激振荡。 解 (1) 振幅条件:因V 基极偏置电阻R b2被反馈线圈L f 短路接地,使V 处于截止状态,故电路不能起振。 (2) 相位条件:采用瞬时极性法,设V 基极电位为“正”,根据共射电路的倒相作用,可知集电极电位为“负”,于是L 同名端为“正”,根据同名端的定义得知,L f 同名端也为“正”,则反馈电压极性为“负”。显然,电路不能自激振荡。 如果把图5.2.5(a )改成图(b )。因隔直电容C b 避免了R b2被反馈线圈L f 短路,同时反馈电压极性为“正”,电路满足振幅平衡和相位平衡条件,所以电路能产生自激振荡。 图5.2.4 振荡的建立过程

高频实验2:LC与晶体振荡器

实验二:LC与晶体振荡器 一.实验目的 1.熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2.掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理,熟悉其各元件功能。 3.熟悉静态工作点IEQ对振荡器振荡幅度和频率的影响。 4.熟悉LC谐振回路的电容变化对振荡器振荡频率的影响。 二.实验预习要求 1.做本实验时应具备的知识点: * 三点式LC振荡器 * 克拉泼电路 * 静态工作点值对振荡器工作的影响 2.做本实验时所用到的仪器: * LC与晶体振荡模块实验板 * 双踪示波器 * 频率计 * 万用表 三.实验电路原理 1.概述 LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。LC振荡器是指振荡回路是由LC元件组成的。从交流等效电路可知:由LC振荡回路引出三个端子,分别接振荡管的三个电极,而构成反馈式自激振荡器,因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感,则称为电感反馈LC振荡器或电感三点式振荡器;如果反馈电压取自分压电容,则称为电容反馈LC振荡器或电容三点式振荡器。 在几种基本高频振荡回路中,电容反馈LC振荡器具有较好的振荡波形和稳定度,电路形式简单,适于在较高的频段工作,尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百MHZ~GHZ。 2.LC振荡器的起振条件 一个振荡器能否起振,主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件,即:振幅起振、平衡条件和相位平衡条件。 3.C振荡器的频率稳定度 频率稳定度表示:在一定时间、或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度,常用表达式:Δf0/f0来表示(f0为所选择的测试频率;Δf0为振荡频率的频率误差,Δf0=f02-f01;f02和f01为不同时刻的f0),频率相对变化量越小,表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素,所以要提高频率稳定度,就要设法提高振荡回路的标准性,除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外,其振荡管可以采用部分接入,以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响,还可采用负温度系数元件实现温度补偿。 4、LC振荡器的调整和参数选择 以实验采用的改进型电容三点振荡电路(西勃电路)为例 (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,如实验电路图12-1所示。

(完整)高频课程设计_LC振荡器_西勒

高频电子线路课程设计报告设计题目:LC正弦波振荡器的设计 2014年1月10日

目录 一、设计任务与要求 (1) 二、设计方案 (1) 2.1电感反馈式三端振荡器 (1) 2.2电容反馈式三端振荡器 (2) 2.3克拉波电路振荡器 (3) 2.4西勒电路振荡器 (4) 三、设计内容 (5) 3.1LC振荡器的基本工作原理................................................ . (5) 3.2西勒电路原理图及分析 (6) 3.2.1振荡原理 (7) 3.2.2静态工作点的设置 (7) 3.3西勒振荡器原理图 (8) 3.4 仿真结果与分析 (8) 3.4.1软件简介 (8) 3.4.2进行仿真 (9) 3.4.3仿真结果分析 (11) 四、总结 (11) 五、主要参考文献 (13)

一、设计任务与要求 在本课程设计中,为了熟悉《高频电子线路》课程,着眼于LC正弦波振荡器的分析和研究。通过对电感反馈式三端振荡器(哈特莱振荡器)、电容反馈式三端振荡器(考毕兹振荡器)以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路和西勒电路)的分析、对比和讨论,以达到课程设计的目的和要求。在课程设计中,为了学习Multisim软件的使用,以及锻炼电子仿真的能力,我选用的仿真软件是Multisim11.0版本,该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。 本课程设计中要求设计的正弦波振荡器能够输出稳定正弦波信号,输出频率可调范围为10~20MHz。本设计中所涉及的仿真电路是比较简单的。但通过仿真得到的结论在实际的类似电路中有很普遍的意义。 二、设计方案 通过对高频电子线路相关知识的学习,我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路和西勒电路)等。其中互感反馈易于起振,但稳定性差,适用于低频,而电容反馈三点式振荡器稳定性好,输出波形理想,振荡频率可以做得较高。由所学知识可知,西勒电路具有该电路频率稳定性非常高,振幅稳定,频率调节方便,适合做波段振荡器等优点。所以在本设计中拟采用并联改进型的西勒电路振荡器。 下面对几种振荡器进行分析论证: 2.1电感反馈式三端振荡器 电感三点式振荡器又称哈特莱振荡器,其原理电路如图所示:

正弦波振荡器归纳

正弦波振荡器总结 模块参数要求:设计制作20MHZ 石英晶体振荡器、30MHZ 克拉泼(串联改进型电容三点式振荡器)震荡器,40MHZ 西勒(并联改进型电容三点式振荡器)震荡器频率,工作电压+5V 。 模块完成情况:设计制作了20MHZ 石英晶体振荡器、24.1MHZ--38.7MHZ 克拉泼震荡器、38.9MHZ--40.5MHZ 西勒震荡器。 模块涉及的理论知识: 振荡器是一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号能量的转换电路,它无需外加激励信号。 为了使振荡器在接通直流电源后能够自动起振,要求反馈电压在相位上与放大器输入电压同相在幅度上则要求U f >Ui ,即 π??n F A 2=+ n=0,1,2,… 10>F A 式中,A0为振荡器起振时放大器工作于甲类状态时的电压放大倍数。 振荡建立起来之后,振荡幅度会无限制地增长下去吗?不会的,因为随着振荡幅度的增长,放大器的动态范围就会延伸到非线性区,放大器的增益将随之下降,振荡幅度越大,增益下降越多,最后当反馈电压正好等于原输入电压时,振荡幅度不再增大而进入平衡状态。 1=AF

综上所述,为了确保振荡器能够起振,设计的电路参数必须满足A0F>1的条件。而后,随着振荡幅度的不断增大,A0就向A过渡,直到AF=1时,振荡达到平衡状态。显然,A0F越大于1,振荡器越容易起振,并且振荡幅度也较大。但A0F过大,放大管进入非线性区的程度就会加深,那么也就会引起放大管输出电流波形的严重失真。所以当要求输出波形非线性失真很小时,应使A0F的值稍大于1。 当振荡器受到外部因素的扰动(如电源电压波动、温度变化、噪声干扰等),将引起放大器和回路的参数发生变化破坏原来的平衡状态。如果通过放大和反馈的不断循环,振荡器越来越偏离原来的平衡状态,从而导致振荡器停振或突变到新的平衡状态,则表明原来的平衡状态是不稳定的。反之,如果通过放大和反馈的不断循环,振荡器能够产生回到原平衡点的趋势,并且在原平衡点附近建立新的平衡状态,则表明原平衡状态是稳定的。 一个振荡器除了它的输出信号要满足一定的幅度和频率外,还必须保证输出信号的幅度和频率的稳定,而频率稳定度更为重要。 评价振荡器频率的主要指标有两个,即准确度和稳定度。 LC振荡器振荡频率主要取决于谐振回路的参数,也与其它电路元器件参数有关。因此,任何能够引起这些参数变化的因素,都将导致振荡频率的不稳定。这些因素有外界的和电路本身的两个方面。其中,外界因素包括:温度变化、电源电压变化、负载阻抗变化、机械振动、湿度和气压的变化、外界磁场感应等。这些外界因素的影响,一是改变振荡回路元件参数和品质因数;二是改变晶体管及其它电路元件参数,而使振荡频率发生变化的。因此要提高振荡频率的稳外界因素定度可以从两方面入手:一是尽可能减小外界因素的变化;二是尽可能提高

三点式正弦波振荡器(高频电子线路实验报告)

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、实验仪器 1、模块 3 1块 2、频率计模块 1块 3、双踪示波器 1台 4、万用表 1块 四、基本原理 实验原理图见下页图1。 将开关S 1的1拨下2拨上, S2全部断开,由晶体管N1和C 3、C 10、C 11、C4、CC1、L1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。 ) 14(121 0CC C L f += π 振荡器的频率约为4.5MHz (计算振荡频率可调范围) 振荡电路反馈系数 F= 32.0470 220220 3311≈+=+C C C 振荡器输出通过耦合电容C 5(10P )加到由N2组成的射极跟随器的输入端,因C 5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。射随器输出信号经

N3调谐放大,再经变压器耦合从P1输出。 图1 正弦波振荡器(4.5MHz ) 五、实验步骤 1、根据图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。 2、研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。 (1)将开关S1拨为“01”,S2拨为“00”,构成LC 振荡器。 (2)改变上偏置电位器W1,记下N1发射极电流I eo (=11 R V e ,R11=1K)(将万用表红 表笔接TP2,黑表笔接地测量V e ),并用示波测量对应点TP4的振荡幅度V P-P ,填于表1中,分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系,测量值记于表2中。 3、测量振荡器输出频率范围 将频率计接于P1处,改变CC1,用示波器从TP8观察波形及输出频率的变化情况,记录最高频率和最低频率填于表3中。 六、实验结果 1、步骤2振荡幅度V P-P 见表1.

高频答案第五章

第五章 正弦波振荡器 5-1 把题图5-1所示几个互感反馈振荡器交流等效电路改画成实际电路,并注明变压器的同名端(极性)。 5-9 用相位平衡条件的判断规则说明题5-2所示几个三点振荡器交流等效电路中,哪个电路是正确的(可能振荡),哪个电路是错误的(不可能振荡)。 [解]: (a )、(b )、(c )不能振荡。(d )、(e )、(f )可能振荡,但(e )应满足 11011C L g = >ωω (f )应满足11221 1 C L C L > 使0201ωωω<>; (2)332211C L C L C L <<; (3 ) 332211C L C L C L ==; (4 ) 332211C L C L C L >=; (5 ) <11C L ;3322C L C L = (6 ) ;113322C L C L C L << 试问哪个情况可能振荡?等效为哪种类型的振荡器?其振荡频率与个回路的固有频率之间有什么关系? [解]: (1)、(2)、(4)可能振荡;(3)、(5)、(6)不可能振荡。 (1)321ωωωω<<

高频课程设计_LC振荡器_克拉泼.(DOC)

高频电子线路课程设计报告设计题目:高频正弦信号发生器 2015年 1月 6 日

目录 一、设计任务与要求 (1) 二、设计方案 (1) 2.1电感反馈式三端振荡器 (2) 2.2电容反馈式三端振荡器 (2) 2.3克拉波电路振荡器 (6) 三、设计内容 (8) 3.1LC振荡器的基本工作原理 (8) 3.2克拉泼电路原理图 (9) 3.2.1振荡原理 (9) 3.3克拉泼振荡器仿真 (10) 3.4.1软件简介 (10) 3.4.2进行仿真 (10) 3.4.3电容参数改变对波形的影响 (11) 四、总结 (17) 五、主要参考文献 (18) 六、附录.................................................................................... .. (18)

一、设计任务与要求 为了熟悉《高频电子线路》课程中所学到的知识,在本课程设计中,我和队友(石鹏涛、甘文鹏)对LC正弦波振荡器进行了分析和研究。通过对几种常见的振荡器(电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器、改进型电容反馈式振荡器)进行分析论证,我们最终选择了克拉泼振荡器。 在本次课程设计中,设计要求产生10~20Mhz的振荡频率。振荡器的种类很多,适用的范围也不相同,但它们的基本原理都是相同的,都由放大器和选频网络组成,都要满足起振,平衡和稳定条件。然后通过所学的高频知识进行初步设计,由于受实践条件的限制,在设计好后,我利用了模拟软件进行了仿真与分析。为了学习Multisim软件的使用,以及锻炼电子仿真的能力,我们选用的仿真软件是Multisim11.0版本,该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。 最后我们利用了仿真软件对电路进行了一写的仿真分析,如改变电容的参数,分析对电路产生的影响等,再考虑输出频率和振幅的稳定性,得到了与理论值比较相近的结果,这表明电路的原理设计是比较成功的,本次课程设计也是比较成功的。 二:设计方案 通过学习高频电子线路的相关知识,我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路)等。通过老师所讲和查阅相关资料可知,克拉泼振荡电路具有该电路频率稳定性非常高,振幅稳定,适合做波段振荡器等优点。所以在本设计中拟采用改进型电容反馈式--克拉泼电路振荡器。 下面对几种振荡器进行分析论证: 2.1电感反馈式三端振荡器

高频石英晶体振荡器仿真报告

燕山大学石英晶体振荡器设计报告 题目: 专业:电子信息工程 姓名:李飞虎 指导教师:李英伟 院系站点:信息科学与工程学院 2014年11 月17 日 高频石英晶体振荡器仿真报告

1.振荡器电路属于一种信号发生器类型,即表现为没有外加信号的情况下能自动生成具有一定频率、一定波形、一定振幅的周期性交变振荡信号的电子线路。振荡器起振时是将电路自身噪声或电源跳变中频谱很广的信号进行放大选频。此时振荡器的输出幅值是不断增长的,随着振幅的增大,放大器逐渐由放大区进入饱和区或者截止区,其增益逐渐下降,当放大器增益下降而导致环路增益下降到1时,振幅的增长过程将停止,振荡器达到平衡,进入等幅振荡状态。振荡器进入平衡状态后,直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。 2,串联晶体振荡器 在串联型晶体振荡器中,晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间,通常接在反馈电路中。图1-1和图1-2显示出了一串联型振荡器的实际路线和等效电路。可以看出,如果将石英晶体短路,该电路即为电容反馈的振荡器。电路的实际工作原理为:当回路的谐振频率等于晶体的串联谐振频率时,晶体的阻抗最小,近似为一短路线,电路满足相位条件和振幅条件,故能正常工作;当回路的谐振频率距串联谐振频率较远时,晶体阻抗增大,是反馈减弱,从而使电路不能满足振幅条件,电路不能正常工作。串联型晶体振荡器只能适应高

次泛音工作,这是由于晶体只起到控制频率的作用,对回路没有影响,只要电路能正常工作,输出幅度就不受晶体控制。 图1-1 图1-2 设计参数在仿真图上,首先进行静态分析,根据仿真,各元件参数符合要求。对于振荡器,当该电路接为串联型振荡器时,晶体起到选频短路线的作用,(与三端电容振荡器相同)输出频率应为3MHZ. L1,C1,C2组成谐振回路,参数符合要求,即f0=3MHZ。 3.并联晶体振荡器 并联振荡器分为c-b型和b-e型。前者相对稳定。所以我设计的是c-b型。 参数分析与前者类似。交流参数确定时,并联振荡电路中晶振接在谐振回

高频电容三点式正弦波振荡器课程设计报告

目录 摘要........................................................... I 1 绪论 (1) 2.1 反馈振荡器的原理 (2) 2.1.1 原理分析 (2) 2.1.2 平衡条件 (3) 2.1.3 起振条件 (3) 2.1.4 稳定条件 (4) 2.2 电容三点式振荡器 (4) 3 设计思路及方案 (6) 3.1 总体思路 (6) 3.2 设计原理 (6) 3.3 单元设计 (7) 3.3.1 电容三点式振荡单元 (7) 4 电路仿真与实现 (10) 4.1 基于NI.Multisim.V10.0.1软件的电路仿真 (10) 5 心得体会 (14)

摘要 在社会信息化程度越来越高的背景下,通讯工具在我们的生活中扮演了越来越重要的角色。 高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或高频标准信号,以便测试各种电子设备和电路的电气特性。高频信号发生器主要是产生高频正弦振荡波,故电路主要是由高频振荡电路构成。振荡器的功能是产生标准的信号源,广泛应用于各类电子设备中。所以,振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路,也是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电路。 本次课设要求制作高频电容三点式正选拨振荡器,采用晶体三极管或集成电路,场效应管构成正弦波振荡器,达到任务书所要求的目标。并介绍了设计步骤,比较了各种设计方法的优缺点,总结了不同振荡器的性能特征。使用实验要求的电源和频率计进行验证,实现了设计目标。 关键字:通信高频信号电容正弦波振荡器

1 绪论 在社会信息化程度越来越高的背景下,通讯工具在我们的生活中扮演了越来越重要的角色。 振荡器简单地说就是一个频率源,一般用在锁相环中能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”,其涵义就暗指交流,振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化,这样的装置就可以称为“振荡器”。 一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的,只有这样才能使震荡维持下去。选频网络则只允许某特定频率能通过,使振荡器产生单一频率的输出。 电容三点式振荡器(也叫考毕兹振荡器):自激振荡器的一种。图1.1中的L、C1、C2组成谐振回路,作为晶体管放大器的负载阻抗。反馈信号从电容器C2两端取得,送回放大器的基极b上,而且也是将LC回路的三个端点分别与晶体管的三个电极相连,故将这种电路成为电容三点式振荡器。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。 这种电路的优点是输出波形好、振荡频率可达100兆赫以上。缺点是调节频率时需同时调CC1、CC2不方便。适宜于作固定的振荡器。 图1.1 电容三点式振荡器

正弦波振荡器的基本原理

正弦波振荡器的基本原理

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正弦波振荡器的基本原理 1. 自激振荡的概念 电路中无外加输入信号,而在输出端有一定频率和幅度的信号输出,这种现象称为电路的自激振荡。 当 S 合于 1 时ui¢ = ui输出电压为 uo ; 当 S 合于 2 时,ui¢ = uf 如果 uf = ui ,输出电压 uo 不变。即产生自激振荡。 2. 自激振荡的平衡条件

当 uf = ui 时,电路能维持振荡。 uo = Aui uf = Fuo A ——基本放大电路的电压放大倍数; F ——反馈电路的反馈系数。 得自激振荡器平衡条件:AF = 1 。 自激振荡器平衡条件:AF = 1

(1) 振幅平衡条件: 即:反馈电压与输入电压的大小相等;Uf = Ui (2) 相位平衡条件: fA ——输入信号经放大电路的相移量; fF ——输出信号经反馈网络产生的相移量。 即:反馈电压与输入电压同相, 为正反馈; 结论:自激振荡电路是一个具有足够强正反馈的放大电路。 3. 自激振荡的建立 振荡电路利用外界微弱的干扰信号(如刚接通电源时各极电压、电流的扰动)作为初始信号,该信号包含各种频率成分,经放大器放大后,

由选频网络选出某一频率的信号,经正反馈电路送回到输入端、再放大、再选频、再反馈······,使输出信号从无到有,从小到大,从而建立起振荡。 由于晶体管的非线性及直流电源供给的能量有限,输出信号不会无限制地增大。 可见,产生自激振荡的条件是:AF ≥ 1 。 4. 正弦波振荡器的基本组成 放大电路:为满足振幅平衡条件必不可少的电路。 正反馈电路:为满足相位平衡条件必不可少的电路。 选频电路:为输出单一频率正弦波信号所必须的电路。 5.正弦波振荡器的类型: RC 正弦波振荡器:选频电路由 R、C 元件组成。 LC 正弦波振荡器:选频电路由 L、C 元件组成。

高频电容三点式正弦波振荡器课程设计报告

课程设计任务书 学生姓名:***专业班级:电子 指导教师:吴皓莹工作单位:信息工程学院 题目:高频电容三点式正弦波振荡器 初始条件: 具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 要求完成的主要任务: 1.采用晶体三极管或集成电路,场效应管构成一个正弦波振荡器; 2.额定电源电压5.0V ,电流1~3mA; 输出中心频率 6 MHz (具一定的变化范围); 3.通过跳线可构成发射极接地、基极接地及集电极接地振荡器; 4.有缓冲级,在100欧姆负载下,振荡器输出电压≥ 1 V (D-P); 5.完成课程设计报告(应包含电路图,清单、调试及设计总结)。 时间安排: 1.2011年6月3日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求;课设答疑事项。 2.2011年6月4日至2011年6月9日完成资料查阅、设计、制作与调试;完成课程设计报告撰写。 3. 2011年6月10日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。 指导教师签名:年月日 系主任(或责任教师)签名:年月日

目录 摘要............................................................................................................. 错误!未定义书签。Abstract ........................................................................................................... 错误!未定义书签。 1 绪论............................................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1 反馈振荡器的原理........................................................................... 错误!未定义书签。 2.1.1 原理分析................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1.2 平衡条件................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1.3 起振条件................................................................................. 错误!未定义书签。 2.1.4 稳定条件................................................................................. 错误!未定义书签。 2.2 电容三点式振荡器........................................................................... 错误!未定义书签。 3 设计思路及方案......................................................................................... 错误!未定义书签。 3.1 总体思路........................................................................................... 错误!未定义书签。 3.2 设计原理........................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3 单元设计........................................................................................... 错误!未定义书签。 3.3.1 电容三点式振荡单元............................................................. 错误!未定义书签。 3.3.2 输出缓冲级单元..................................................................... 错误!未定义书签。 4 电路仿真与实现......................................................................................... 错误!未定义书签。 4.1 基于................................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2 硬件调试........................................................................................... 错误!未定义书签。 5 心得体会..................................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献......................................................................................................... 错误!未定义书签。附录Ⅰ总电路图......................................................................................... 错误!未定义书签。附录Ⅱ元件清单......................................................................................... 错误!未定义书签。

高频课程设计 (LC正弦波振荡器)

高频电子线路课程设计报告设计题目:LC正弦波振荡器 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 教师评分

目录 一、设计任务与要求 (1) 二、总体方案 (1) 三、设计内容 (4) 3.1 LC振荡电路工作原理 (4) 3.1.1构成振荡器的条件 (4) 3.1.2 由正反馈的观点来决定振荡的条件 (4) 3.1.3 振荡器平衡和稳定条件 (5) 3.1.4 LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准 (6) 3.1.5 西勒电路工作原理 (7) 3.2仿真结果与分析 (7) 3.2.1各种条件下仿真波形图 (7) 3.2.2 参数计算 (10) 四、电路制作和调试 (11) 4.1 元器件清单及参数 (11)

五、总结 (12) 六、主要参考文 (13)

LC 正弦波振荡器的设计 一、 设计任务与要求: 通过LC 正弦波振荡器的设计进一步巩固高频电子线路的相关知识,并在设计制作的过程中运用并熟悉multisim10电子仿真软件,在实践的过程中培养我们发现问题,并利用所学知识或利用一切可以利用的资源解决问题的能力,掌握振荡器的工作原理知识,设计一个LC 正弦波振荡器,要求该电路输出稳定的正弦波信号,输出频率可调范围为10M~~20MHZ 。 二、 总体设计方案: LC 振荡电路采用三端式振荡,其中包括电感反馈式哈特莱振荡器、电容反馈式克拉泼振荡器、改进型电容反馈式西勒振荡器。 方案一:电感反馈式三端振荡器——哈特莱振荡器 哈特莱振荡器其振荡频率为f= LC 21,式中L=1L +2L +2M 。 优点:由于L 1与L 2之间有互感存在,所以比较容易起振。其次是改变回路电容来调整频率时,基本上不影响电路的反馈系数,比较方便。 主要缺点:与电容反馈振荡电路相比,其振荡波形不够好。这是因为反馈支路为感性支路,对高次谐波成高阻抗,故对于LC 回路中高次谐波反馈较强,波 V CC (a ) 原理电路 (b ) 交流等效电路

RC正弦波振荡电路

RC正弦波振荡电路 概念: 采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC正弦波振荡电路;它试用于低频振荡,产生1MHZ以下的低频信号。 电路原理图: 电路由放大电路和选频网络组成。放大电路是由集成运放所组成的电压串联负反馈放大电路,取其输入阻抗高和输出阻抗低的特点。选频网络由电阻电容串并联组成,同时兼作正反馈网络。 电路元件参数: 电阻4个(10K欧2个、4.95K欧、10K欧各一个)、电容2个10nF、LM358集成块一个、直流电源+12V、-12V。 RC串并联选频网络 RC串并联选频网络如下图(a)所示,它在正弦波振荡电路中既 为选频网络,又为正反馈网络,所以其输入电压为,输出电压为。 当信号频率足够低时,,因而网络的简化电路及其电压

和电流的向量如图(b)所示。超前,当频率趋于零时,相位超 前趋近于+900,且趋近于零。 当信号频率足够高时,,因而网络的简化电路及其电压 和电流的向量如图(c)所示。滞后,当频率趋近于无穷大时, 相位滞后趋近于-900,且趋近于零。 当信号频率从零逐渐变化到无穷大时,的相位将从+900逐渐变化到-900。因此,对于RC串并联选频网络,必定存在一个频率f0, 当f=f0时,=同相。通过计算可求出RC串并联选频网络的频 率特性,如下图所示,其谐振频率。

RC桥式正弦波振荡电路: ,从幅频特性曲线可得, 因为正弦波振荡器的起振条件是 当f=f0时,F=1/3,所以当A>3时,即RC串并联选频网络匹配一个电压放大倍数略大于3的正反馈放大器时,就可构成正弦波振荡器。 从理论上讲,任何满足放大倍数要求的放大电路与RC串并联选频网络都可组成正弦波振荡电路;但是,实际上,所选用的放大电路应具有尽可能大的输入电阻和尽可能小的输出电阻,以减小放大电路对选频特性的影响,使振荡频率几乎仅仅决定于选频网络。因此,通常选用引入电压串联负反馈的放大电路,如同相比例运算电路。 由RC串并联选频网络和同相比例运算电路所构成的RC桥式正弦波振荡电路如图所示。 正反馈网络的反馈电压是同相比例运算电路的输入电压,因而要把同相比例运算电路作为整体看成电压放大电路,它的比例系数是电压放大倍数,根据起振条件和幅值平衡条件

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