高频课设报告---通信电子线路课程设计——电容三点式正弦波振荡器
正弦波振荡器实验报告(高频电路)

高频电路原理与分析实验报告组员:学号:班级:电子信息工程实验名称:正弦波振荡器指导教师:一.实验目的1.掌握电容三点式LC振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理,熟悉其各元件的功能;2.掌握LC振荡器幅频特性的测量方法;3.熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响;4.了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响,感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二.实验内容V ,1.用示波器观察LC振荡器和晶体振荡器输出波形,测量振荡器输出电压峰-峰值p p并以频率计测量振荡频率;2.测量LC振荡器的幅频特性;3.测量电源电压变化对振荡器的影响;4.观察并测量静态工作点变化对晶体振荡器工作的影响。
三、实验步骤1、实验准备插装好正弦振荡器与晶体管混频模块,接通实验箱电源,此时模块上电源指示灯和运行指示灯闪亮。
用鼠标点击显示屏,选择“实验项目”中的“高频原理实验”,然后再选择“振荡器实验”中的“LC振荡器实验”,显示屏会显示出LC振荡器原理实验图。
说明:电路图中各可调元件的调整,其方法是:用鼠标点击要调整的原件,模块上对应的指示灯点亮,然后滑动鼠标上的滑轮,即可调整该元件的参数。
利用模块上编码器调整与鼠标调整其效果完全相同。
用编码器调整的方法是:按动编码器,选择要调整的元件,模块上对应的指示灯点亮,然后旋转编码器旋钮,即可调整其参数。
我们建议采用鼠标调整,因为长时间采用编码器调整,可能会造成编码器损坏。
本实验箱中,各模块可调元件的调整,其方法与此完全相同,后面不再说明。
2、LC振荡实验(为防止晶体振荡器对LC振荡器的影响,应使晶振停振,即调2W3使晶振停振。
)(1)西勒振荡电路幅频特性测量用铆孔线将2P2与2P4相连,示波器接2TP5,频率计与2P5相连。
开关2K1拨至“p”(往下拨),此时振荡电路为西勒电路。
调整2W4使输出幅度最大。
(用鼠标点击2W4,且滑动鼠标滑轮来调整。
)调整2W2可调整变容管2D2的直流电压,从而改变变容管的电容,达到改变振荡器的振荡频率,变容官上电压最高时,变容管电容最小,此时输出频率最高。
高频电路-电容三点式LC振荡器实验报告

《高频电子电路》课程实验报告电容值为50pf:电容值为100pf:电容值为150pf:电容值为200pf:电容值为250pf:电容值为300pf:电容值为350pf:克拉泼振荡电路:电容值为10pf:电容值为50pf:电容值为100pf:电容值为150pf:电容值为200pf:电容值为250pf:电容值为300pf:电容值为350pf:总结:(1)克拉泼电路的振荡频率几乎与C1、C2无关,克拉泼电路的频率稳定度比电容三点式电路要好,但是克拉泼电路只能用作固定频率振荡器或者波段覆盖系数较小的可变频率振荡器。
(2)西勒电路频率稳定性好,振荡频率可以较高,可用作波段振荡器。
1.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。
当振荡器稳定工作时,振荡管工作在非线性状态,通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。
若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅,则将使振荡回路的等效Q值降低,输出波形变差,频率稳定度降低。
因此,一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区,靠近截止区。
(2)振荡频率f的计算:振荡频率主要由L、C和C3决定。
(3)反馈系数F的选择:反馈系数F不宜过大或过小,一般经验数据F≈0.1~0.5,本实验取F=0.35.克拉泼和西勒振荡电路6.电容三点式LC振荡器实验电路图中3K05打到“S”位置(左侧)时为改进型克拉泼振荡电路,打到“P”位置(右侧)时,为改进型西勒振荡电路。
3K01、3K02、3K03、3K04控制回路电容的变化。
调整3W01可改变振荡器三极管的电源电压。
3Q02为射极跟随器。
3TP02为输出测量点,3TP01为振荡器直流电压测量点。
3W02用来改变输出幅度。
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(1210CC 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=32.04702202203311≈+=+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 (=11R 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。
高频电容三点式正弦波振荡器

题目:高频电容三点式正弦波振荡器目录摘要 (I)Abstract (Ⅱ)1 绪论 (1)2 设计原理说明 (2)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)2.2 电容三点式振荡器 (4)2.3 设计原理 (5)3 电路设计与调试 (6)3.1单元电路设计 (6)3.1.1 电容三点式振荡单元 (6)3.1.2 输出缓冲级单元 (8)3.2 电路调试 (9)4 心得体会 (10)参考文献 (11)附录一:元件清单 (12)附录二:总电路图 (13)附录三:实物图 (14)摘要近些年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就是无线通信技术。
无线通信的终极目标是实现任何人在任何时间、任何地点接受和发送任何信息。
掌握无线通信系统的各个模块工作原理是每一个通信技术学习及研究人员的基本要求。
在一个完整的无线通信系统中,主要有放大、滤波、调制、发射、接受、混频、解调等功能模块,我们要做的,就是充分理解和掌握这些功能模块的工作过程, 并能够进行相应的电路设计。
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:无线通信高频信号正弦波振荡器AbstractIn recent years in the field of information and communication, the fastest growing, most widely used wireless communication technology. The ultimate goal of wireless communication to anyone at any time, any place to accept and send any information. Grasp the working principle of the various modules of the wireless communication system is a basic requirement for each communication technology learning and researchers. In a wireless communication system, amplification, filtering, modulation, transmitter, accept, mixer, demodulation function modules, we need to do is to fully understand and master the process of the work of these functional modules, and the ability to carry out circuit design.The class-based production of high-frequency capacitance three-point positive selection of new oscillator using transistors or integrated circuits, FET constitute a sine wave oscillator, to achieve the required goals of the mission statement. And describes the design step, comparing the advantages and disadvantages of various design methods, summarizes the different performance characteristics of the oscillator. Using the power of the experimental requirements and frequency meter to verify design goals.Keywords: wireless communication High-frequency signal sine wave oscillator1 绪论振荡器是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能。
高频电子线路课程设计-电容三点式LC振荡器的设计与制作

高频课设实验报告实验项目电容三点式LC振荡器的设计与制作系别专业班级/学号学生姓名实验日期成绩指导教师电容三点式 LC 振荡器的设计与制作一、实验目的1.了解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 振荡电路的实验原理。
3.掌握静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q 值对振荡器振荡幅度和频率的影响4.了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
二、实验电路实验原理1.概述2.L C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.LC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:△f0/f0来表示(f0为所选择的测试频率:△f0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改进型电容三点振荡电路(西勒电路)为例,交流等效电路如图1-1 所示。
(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。
当振荡器稳定工作时,振荡管工作在非线性状态,通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。
若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅,则将使振荡回路的等效 Q 值降低,输出波形变差,频率稳定度降低。
因此,一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区靠近截止区。
(2)振荡频率 f 的计算式中 CT为 C1、C2和 C3的串联值,因 C1(300p)>>C3(75p),C2(1000P)>> C3(75p),故 CT≈C3,所以,振荡频率主要由 L、C 和 C3 决定。
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: 三、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=LC21,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,波形失真较大。
其次是当工作频率较高时,由于L 1和L 2上的分布电容和晶体管的极间电容均并联于L 1与L 2两端,这样反馈系数F 随频率变化而改变。
高频课设报告---通信电子线路课程设计——电容三点式正弦波振荡器

目录一课程设计目的 (2)二课程设计题目 (2)三课程设计内容 (2)3.1 仿真设计部分 (2)3.1.1设计方案的选择 (2)3.1.2振荡器的原理概述 (3)3.1.3方案对比与选择 (5)3.1.4电路设计方案 (7)3.1.5元器件的选择 (9)3.1.6电路仿真 (9)3.1.7元器件清单 (12)3.2系统制作和调试 (13)3.2.1系统结构 (13)3.2.2系统制作 (15)3.2.3调试分析 (16)四课后总结和体会 (17)参考文献 (17)一课程设计目的《高频电子线路》课程是电子信息专业继《电路理论》、《电子线路(线性部分)》之后必修的主要技术基础课,同时也是一门工程性和实践性都很强的课程。
课程设计是在课程内容学习结束,学生基本掌握了该课程的基本理论和方法后,通过完成特定电子电路的设计、安装和调试,培养学生灵活运用所学理论知识分析、解决实际问题的能力,具有一定的独立进行资料查阅、电路方案设计及组织实验的能力。
通过设计,进一步培养学生的动手能力。
二课程设计题目1、模块电路设计(采用Multisim软件仿真设计电路)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);2、高频电路制作、调试LC 高频振荡器的制作和调试三 课程设计内容3.1 仿真设计部分3.1.1设计方案的选择电容反馈式振荡电路的基本电路就是通常所说的三端式(又称三点式)的振荡器,即LC 回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路,如图2-0所示。
由图可见,除晶体管外还有三个电抗元件X1、X2、X3,它们构成了决定振荡器频率的并联谐振回路,同时构成了正反馈所需的网络,为此根据振荡器组成原则,三端式振荡器有两种基本电路,如图2-0所示。
图2-0中X1和X2为容性,X3为感性,满足三端式振荡器的组成原则,反馈网络是由电容元件完成的,称电容反馈振荡器电容反馈式振荡电路的设计及原理分析电路由放大电路、选频网络、正反馈网络组成。
电容三点式振荡器-高频课设

1 概述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 f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 Uf 和输入电压 Ui要相等,这是振幅平衡条件。
二是Uf和Ui必须相位相同,这是相位平衡条件,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。
振荡器的用途十分广泛,它是无线电发送设备的心脏部分,也是超外差式接收机的主要部分各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等,其核心部分都离不开正弦波振荡器。
功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。
正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。
能够产生正弦波的电路称为正弦波振荡器。
通常,按工作原理的不同,正弦振荡器分为反馈型和负载型两种,前者应用更为广泛。
在没有外加输入信号的条件下,电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。
2 三点式电容振荡器2.1 反馈振荡器的原理和分析反馈振荡器原理方框图如图2.1所示。
反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一 个闭合环路,放大器通常是以某种选频网络(如振荡回路)作负载,是一个调谐放大器。
图2.1 反馈振荡器方框图为了能产生自激振荡,必须有正反馈,即反馈到输入端的自你好与放大器输入端的信号相位相同。
定义A (S )为开环放大器的电压放大倍数:)()()(S U S U S A i o =F(S)为反馈网络的电压反馈系数:)()()('S U S U S F o i =)(S A f 为闭环电压放大倍数:)()(1)()()()(S F S A S A s U s U S A i o f ⋅-==在振荡开始时,由于激励信号较弱,输出电压的振幅o U 则比较小,此后经过不断放大与反馈循环,输出幅度o U 开始逐渐增大,为了维持这一过程使输出振幅不断增加,应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大,即振荡开始时应为增幅振荡,即:1)( jw T因此起振的振幅条件是:1.. F A ⋅起振的相位条件是:πϕϕn F A 2=+要使振荡器起振必须同时满足起振的振幅条件和相位条件。
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目录一课程设计目的 (2)二课程设计题目 (2)三课程设计内容 (2)3.1 仿真设计部分 (2)3.1.1设计方案的选择 (2)3.1.2振荡器的原理概述 (3)3.1.3方案对比与选择 (5)3.1.4电路设计方案 (7)3.1.5元器件的选择 (9)3.1.6电路仿真 (9)3.1.7元器件清单 (12)3.2系统制作和调试 (13)3.2.1系统结构 (13)3.2.2系统制作 (15)3.2.3调试分析 (16)四课后总结和体会 (17)参考文献 (17)一课程设计目的《高频电子线路》课程是电子信息专业继《电路理论》、《电子线路(线性部分)》之后必修的主要技术基础课,同时也是一门工程性和实践性都很强的课程。
课程设计是在课程内容学习结束,学生基本掌握了该课程的基本理论和方法后,通过完成特定电子电路的设计、安装和调试,培养学生灵活运用所学理论知识分析、解决实际问题的能力,具有一定的独立进行资料查阅、电路方案设计及组织实验的能力。
通过设计,进一步培养学生的动手能力。
二课程设计题目1、模块电路设计(采用Multisim软件仿真设计电路)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);2、高频电路制作、调试LC 高频振荡器的制作和调试三 课程设计内容3.1 仿真设计部分3.1.1设计方案的选择电容反馈式振荡电路的基本电路就是通常所说的三端式(又称三点式)的振荡器,即LC 回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路,如图2-0所示。
由图可见,除晶体管外还有三个电抗元件X1、X2、X3,它们构成了决定振荡器频率的并联谐振回路,同时构成了正反馈所需的网络,为此根据振荡器组成原则,三端式振荡器有两种基本电路,如图2-0所示。
图2-0中X1和X2为容性,X3为感性,满足三端式振荡器的组成原则,反馈网络是由电容元件完成的,称电容反馈振荡器电容反馈式振荡电路的设计及原理分析电路由放大电路、选频网络、正反馈网络组成。
总体设计方案框图如下:V 0图2-1 三端式振荡器基本电路图2-2 电容反馈式振荡电路设计框图3.1.2振荡器的原理概述不需外加输入信号,便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。
按照产生的波形,振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。
按照产生振荡的工作原理,振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。
所谓反馈式振荡器,就是利用正反馈原理构成的振荡器,是目前用的最广泛的一类振荡器。
所谓负阻式振荡器,就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器,在这种电路中,负阻所起的作用,是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。
反馈式振荡电路,有变压器反馈式振荡电路,电感三点式振荡电路,电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。
电感三点式振荡器的电感线圈对高次谐波呈现高阻抗所以反馈带中高次谐波分量较多输出波形较差。
本次设计要求我们采用的是电容三点式振荡电路,由于电容三点式振荡电路有一些缺陷,通过改进,得到了西勒振荡器。
振荡器LC 回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接构成的电路即为三端式振荡器,其示意图如下图2.1所示:图2.3 一般形式的三点式振荡器三点式LC 正弦波振荡器的组成法则是:与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗,而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相V f反。
也就是说上图中负号表示产生180o相移,与Vbe和Vce间的180o相移合成为360o相移,满足正反馈条件。
为此,Xce与Xeb必为同名电抗,而Xcb须是Xce与Xeb的异名电抗。
电容三点式的原理示意图如下图2.2所示:由图可见:与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C1和C2;与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L,根据前面所述的班别准则为,该电路满足相位条件。
其工作过程是:振荡器接通电源后,由于电路中的电流从无到有变化,将产生脉动信号。
振荡器电路中有一个LC谐振回路,具有选频作用,当LC谐振回路的固有频率与某一谐振频率相等时,电路发生谐振。
虽然脉动的信号很微小,通过电路放大及正反馈使振荡幅度不断增大。
当增大到一定程度时,导致晶体管进入非线性区域,产生自给偏压,使放大器倍数减小,最后达到平衡,此时振荡幅度不在增大。
于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件,于是得到单一频率的振荡信号输出。
该振荡器的振荡频率反馈系数F 为:若要它产生正弦波,满足F=1/2—1/8,太小或者太大均不容易起振。
一个实际的振荡电路,在F 确定后,其振幅增加的主要是靠提高振荡管的静态电流值。
但是如果静态电流值取得太大,振荡管工作范围容易进入饱和区,输出阻抗降低使振荡波形失真。
严重时,甚至使振荡器停振。
所以在实用中,静态电流值一般—4mA 。
电容三点式的优点是:1)振荡波形好;2)电路的频率稳定度高,工作频率可以做得较高,达到几十赫兹到几百赫兹的甚高波段范围。
电路缺点:若调用C1或C2改变振荡回路的工作频率,反馈系数也将改变使振荡器的频率稳定度不高。
3.1.3方案对比与选择改进型的电容三点式分为两种:克拉泼振荡器、西勒振荡器。
克拉泼振荡器:电容三点式改进型“克拉泼振荡器”如下图3.1所示:图3.1 克拉泼振荡器电路电路的特点是在共基电容三点式振荡器的基础上,用一电容C5,串联于电感L的支路上。
其作用是增加回路总电容和减小管子与回路间的耦合来提高振荡回路的标准性。
使振荡频率的稳定度得到提高。
因为C5为可调电容远小于C1或C2,所以电容串联后的等效电容约为C5。
电路的振荡频率为:与基本电容三点式振荡电路相比,在电感L支路上串联一个电容后有以下特点:振荡频率可改变不会影响反馈系数;振荡幅度比较稳定;电路中的C5为可变电容,调整它即可以在一定范围内调整振荡频率。
但是C5不能太小否则会导致停振,所以克拉破振荡器频率覆盖率较小,仅达1.2—1.4;为此,克拉泼振荡器适合与做固定频率振荡器。
西勒振荡器:电容三点式改进型“西勒振荡器”如下图3.2所示:图3.2 西勒振荡器电路电路的特点是在克拉泼电路的基础上,用一电容C4,并联于电感L两端。
作用是保持了晶体管与振荡回路弱耦合,振荡频率的稳定度高,调整范围大。
电路的振荡频率为:西勒振荡电路有以下特点:1 .振荡幅度比较稳定;2 .振荡频率可以较高;频率覆盖率较大,可达1.6—1.8,因而在一些短波超、短波通信机,电视接收机中用的较多。
该电路振幅起振条件:该电路相位起振条件:振幅平衡条件:相位平衡条件:放大器电路由晶体三极管2N222、滤波电容、高频旁置电容、集电极旁置电阻R1、基极旁置电阻R2、R3、射极旁置电阻R5组成。
放大器可选用如电子管、晶体管等,本设计采用晶体三极管2N222作为能量控制的放大器。
选频网络用来决定振荡频率,本设计采用LC并联谐振回路,由C2、C3、C4、L、C5组成,要求C2,C3>>C4,C5。
反馈网络是将输出信号送回到输入端的电容分压式正反馈网络,C3和晶体管构成正反馈。
3.1.4电路设计方案电路选择:根据上述对比可知,西勒振荡器的接入系数与克拉泼振荡器相同。
西勒振荡器的频率改变主要通过改变C5完成,C5的改变并不影响接入系数p,因而波段内输出较平稳。
而C5改变,频率变化较明显,使得西勒振荡器的频率覆盖系数较大。
本次课设选择西勒振荡电路作为正弦波发生电路。
电路原理图设计:电路原理图如下图4.1所示:图4.1 改进型电容三点式振荡电路原理图电路结构:图4.1中的电路主要由3部分构成:1.起能量放大作用的三极管放大器;2.三点式回路组成的正反馈网络;3.射极跟随器构成的缓冲级。
由于西勒振荡器的的输出阻抗比较大,带负载的能力不强,所以有必要加一个缓冲极,来提高电路的带负载能力。
缓冲极不具有放大作用,只是原倍数的将信号输出给下一级。
静态工作点设置:合理选择振荡器的静态工作点对振荡器的起振、工作的稳定性和波形质量的好坏有着密切的关系。
一般小功率振荡器的静态工作点应选在远离饱和区而靠近0.8—4mA之间选取,故本实验电路中:,则又取流过Rb2的电流为,取2mA,满足任务要求。
3.1.5元器件的选择回路中的电抗元件分为电容C和电感L两部分。
通常满足接入系数C2/C3不能过大或者过小,否则不容易起振,一般适宜1/8—1/2。
当LCC4和C5决定,即取C4=30pf,C5为100pf可调电容,因为要遵循C2,C3>>C4,C5,C2/C3=1/8—1/2的条件,故取C2=120pf,C3=560pf。
3.1.6电路仿真在Multisim软件中绘制改进型电容三点式正弦波振荡器的电路图,并更改好各元件数值连接好虚拟示波器,如下图4.2所示:图4.2图4.3 三点式振荡器输出波形如上图4-2所示,得到了正弦波,说明了电路起振了,并且得到了稳定的波形,但是波形有一定的失真,是由于噪声,温度等的影响。
图4.4 加载上图为通过缓冲器后加载大体保持了原有波形,波形的失真应与缓冲器有关,单一的射极跟随器无法完整的保持波形不变。
分析可见,缓冲级为射极跟随器,该电路输入阻抗高,可减小放大器从前级所取的信号电流;而输出电阻低,可减小负载变动对前级的影响。
可由图可知加载1V,满足任务需求。
且通过调节C5可以改变输出频率,使其输出范围在6MHz左右变化,满足了设计任务的需求。
3.1.7元器件清单3.2系统制作和调试 3.2.1系统结构1.放大电路选用共基电路共基放大电路与共射放大电路相比,高频特性好,所以,本设计选用共基电路。
高频放大和振荡电路选用DG 3、DC 3系列的高频小功率三极管,属硅NPN 型。
本题中的振荡三极管1VT 选用C DG 63,其MHz f T 150=,V BV CEO 20=,60=β。
2.振荡管1VT 静态工作点的设计 (1)估算电阻3R 、4R 的方法通常选mA I EQ 4~1=,则有CQCEQCC I U V R R -=+43、CQCCC I U V R -=3, (2)估算电阻1R 、RP 、2R 的方法(取BQ R I I 101=)。
因为V R I V U U CQ EQ BQ 6.06.04+=+=,又()21R I I U BQ R BQ -=,且β/CQ BQ I I =,所以,BQBQ I U R 102≈。
因为CC BQ V R RP R R U 212++=,所以,⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=+121BQ CC U V R RP R 。
(3)估算电容b C 的方法b C 作基极交流接地,一般应满足()()20~10//21R RP R X C +=,当()21//R RP R +较大时,C X 取几~几十欧姆。