电容三点式震荡电路的设计

北方民族大学课程设计报告

院（部、中心）电气信息工程学院

姓名郭佳学号21000065

专业通信工程班级1

同组人员

课程名称通信电路课程设计

设计题目名称500KHz 电容三点式 LC 正弦波振荡器的设计起止时间2013.3.4 —— 2013.4.28

成绩

指导教师签名

北方民族大学教务处制

摘要

本次课设介绍了电容三点式高频振荡电路的设计方法，反馈振荡器的原理和分析

以及电容三点式电路参数的计算，并利用其它相关电路为辅助工具来调试放大电路，解决了放大电路中经常出现的自激振荡问题和难以准确的调谐问题。同时也给出了具体的理论依据和调试方案，从而实现了快速、有效的分析和制作，振荡器电路。并以 500KHz的振荡器为例，利用 multisim 制作仿真的模型。

关键字：电容三点式振荡仿真

目录 (3)

1、概述 (4)

2、三点式电容振荡器 (5)

2.1 反馈振荡器的原理和分析 (5)

2.2 电容三点式参数 (6)

2.3 设计要求 (8)

3、电路设计 (8)

4 、调试与总结 (10)

1 仿真 (10)

2、总结： (11)

5、心得体会 (11)

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 0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 f和输入电压U i要相等，这是振幅平衡条件。二是U f和U i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：

U o (S)

A(S)

U i (S)

F(S) 为反馈网络的电压反馈系数：

U i'(S)

F (S)

U o (S)

A f ( S) 为闭环电压放大倍数：

U o (s)A(S)

A f (S)

U i (s) 1

A(S) F (S)

在振荡开始时，由于激励信号较弱，输出电压的振幅U o则比较小，此后经过不断放大与反馈循环，输出幅度U o开始逐渐增大，为了维持这一过程使输出

5.3.2 三点式振荡电路

5.3.2 三点式振荡电路定义：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反馈型振荡器。三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。 1、三点式振荡器的构成原则图5 —20 三点式振荡器的原理图图5 —20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件

be ce bc X X X 、和构成了决定振荡频率的并联谐振回路。要产生振荡，对谐振网络的要求：？必须满足谐振回路的总电抗0be ce bc X X X ++=，回路呈现纯阻性。反馈电压f u 作为输入加在晶体管的b 、e 极，输出o u 加在晶体管的c 、e 之间，共射组态为反相放大器，放大器的的输出电压o u 与输入电压i u （即f u ）反相，而反馈电压f u 又是o u 在bc X 、be X 支路中分配在be X 上的电压。要满足正反馈，必须有 ()be be f o o be bc ce X X X X X u u u ==-+ （5.3.1）为了满足相位平衡条件，f u 和o u 必须反相，由式（5.3.1）可知必有0be ce X X >成立，即 be X 和ce X 必须是同性质电抗，而 ()bc be ce X X X =-+必为异性电抗。综上所述，三点式振荡器构成的一般原则：（1）为满足相位平衡条件，与晶体管发射极相连

的两个电抗元件be X 、ce X 必须为同性，而不与发射极相连的电抗元件bc X 的电抗性质与前者相反，概括起来“射同基反”。此构成原则同样适用于场效应管电路，对应的有“源同栅反”。（2）振荡器的振荡频率可利用谐振回路的谐振频率来估算。若与发射极相连的两个电抗元件be X 、ce X 为容性的，称为电容三点式振荡器，也称为考比兹振荡器(Colpitts)，如图5 —21（a ）所示；若与发射极相连的两个电抗元件be X 、ce X 为感性的，称为电感三点式振荡器，也称为哈特莱振荡器(Hartley)，如图5 —21（b ）所示。图5 —21 电容三点式与电感三点式振荡器电路原理图

电容三点式震荡电路的设计..

北方民族大学课程设计报告院（部、中心）电气信息工程学院姓名郭佳学号 21000065 专业通信工程班级 1 同组人员课程名称通信电路课程设计设计题目名称 500KHz电容三点式LC正弦波振荡器的设计起止时间2013.3.4——2013.4.28 成绩指导教师签名北方民族大学教务处制

摘要本次课设介绍了电容三点式高频振荡电路的设计方法，反馈振荡器的原理和分析以及电容三点式电路参数的计算，并利用其它相关电路为辅助工具来调试放大电路，解决了放大电路中经常出现的自激振荡问题和难以准确的调谐问题。同时也给出了具体的理论依据和调试方案，从而实现了快速、有效的分析和制作，振荡器电路。并以500KHz的振荡器为例，利用multisim制作仿真的模型。关键字：电容三点式振荡仿真

目录目录 (3) 1、概述 (4) 2、三点式电容振荡器 (5) 2.1 反馈振荡器的原理和分析 (5) 2.2 电容三点式参数 (6) 2.3设计要求 (8) 3、电路设计 (8) 4 、调试与总结 (10) 1 仿真 (10) 2、总结： (11) 5、心得体会 (11)

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 U f 和输入电压 U i 要相等，这是振幅平衡条件。二是U f 和U i 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。

电容三点式振荡电路

电容三点式振荡电路的分析与仿真摘要：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。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，本设计采用的是电容三点式振荡器。关键词：电容三点式、multisim、振荡器引言：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。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路。

设计原理： 1、电容三点式振荡电路（1）线路特点电容三点式振荡器的基本电路如图（1）所示。与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C2和C3；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L。它的反馈电压是由电容C3上获得，晶体管的三个电极分别与回路电容的三个端点相连接，故称之为电容反馈三端式振荡器。电路中集电极和基极均采取并联馈电方式。C7为隔直电容。图（1）（2）起振条件和振荡频率由图可以看出，反馈电压与输入电压同相，满足相位起振条件，这时可以调整反馈系数F，使之满足A0F>1就可以起振。

电容三点式震荡电路

摘要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。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，本设计采用的是电容三点式振荡器的两种改进型振荡器之一的西勒振荡器。其具有输出波形好、工作频率高、改变电容调节频率时不影响反馈系数等优点，适用于宽波段、频率可调的场合。西勒振荡器由起能量控制作用的放大器、将输出信号送回到输入端的正反馈网络以及决定振荡频率的选频网络组成。但没有输入激励信号，而是由本身的正反馈信号来代替。当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生，经不断地对它进行放大、选频、反馈、再放大等多次循环，最终形成自激振荡，把输出信号的一部分再回送到输入端做输入信号，从而就会产生一定频率的正弦波信号输出。西勒振荡器广泛应用于各种电子设备中，特别是在通信系统中起着重要作用。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；并在自动控制装置和医疗设备等许多技术领域也得到了广泛的应用关键词：电容三点式、西勒电路、mulsitis

1 设计原理 1.1电路选取不需外加输入信号，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。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路，有与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。 1.2 电容三点式振荡器电容三点式振荡器的基本电路如图1-3所示图1-1电容三点式振荡器由图可见：与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C 1和C 2 ；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L，根据前面所述的判别准则，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，因任一脉冲信号包含有许多不同频率的谐波，因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波频率相等时，电路产生谐振。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，使放大器的放大倍数减小，最后达到平衡，即AF=1，振荡幅度就不再增大了。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o f为：

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.

实验3 电容三点式LC振荡器实验指导

实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备 1．做本实验时应具备的知识点： ●三点式LC振荡器 ●西勒和克拉泼电路 ●电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器： ●LC振荡器模块 ●双踪示波器 ●万用表二、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、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．熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。三、实验电路基本原理 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.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：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3-1所示。图3-1 电容三点式LC振荡器交流等效电路 (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。

三点式振荡器

改进型电容三点式振荡电路的设计摘要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。为此,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。本次课设设计了改进型电容三点式高频振荡器，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 Protel2004DXP制作PCB板，并使用环氧树脂铜箔板和FeCl3进行了制板和焊接。使用实验要求的电源和频率计进行验证，实现了设计目标。 1 实验原理 1.1 振荡的原理三点式LC正弦波振荡器的组成法则（相位条件）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反。图1-1所示为满足组成法则的基本电容反馈LC振荡器共基极接法的典型电路。当电路参数选取合适，满足振幅起振条件时，电路起振。当忽 f可近似认为等略负载电阻、晶体管参数及分布电容等因素影响时，振荡频率 osc f，即于谐振回路的固有振荡频率 o f=（1）

式中 C 近似等于1C 与2C 的串联值 12 12 C C C C C ≈ + （2）图1-1 电容反馈LC 振荡器由图1-1所画出的分析起振条件的小信号等效电路如图1-2所示。图1-2 分析起振条件的小信号等效电路由图1-2分析可知，振荡器的起振条件为： e L e L m ng g n g g n g +=+>'''1 )(1 （3）式中 '011 ,//L e L e e g g R R r = = 0e R 为LC 振荡回路的等效谐振电阻；电路的反馈系数 1 12 f C k n C C =≈ + （4）由式（3）看出，由于晶体管输入电阻e r 对回路的负载作用，反馈系数f k 并不是越大越容易起振，反馈系数太大会使增益A 降低，且会降低回路的有载Q 值，使回路的选择性变差，振荡波形产生失真，频率稳定性降低；所以，在晶体管参数一定的情况下，可以调节负载和反馈系数，保证电路起振。f k 的取值一般在0.1—0.5 之间。

电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计

咼频实验报告（二） --- 电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计组员座位号16 __________________ i

实验时间__________ 周一上午 ________ 目录一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 2.1 电容三点式振荡器基本原理 (3) 2.2 变容二极管调频原理 (5) 2.3 寄生调制现象 (8) 2.4 主要性能参数及其测试方法 (9) 三、实验内容 (10) 四、实验参数设计 (11) 五、实验参数测试 (14) 六、思考题 (15) ii

实验目的 1. 掌握电容三点式LC 振荡电路的基本原理。 2. 掌握电容三点式LC 振荡电路的工程设计方法。 3. 了解高频电路中分布参数的影响及高频电路的测量方法。 4. 熟悉静态工作点、反馈系数、等效 Q 值对振荡器振荡幅度和频谱纯度的影响。 5. 掌握变容二极管调频电路基本原理、调频基本参数及特性曲线的测量方法。实验原理 2.1电容三点式振荡器基本原理电容三点式振荡器基本结构如图所示: 在谐振频率上，必有 X i + X 2 + X 3 =0,由于晶体管的 V b 与V c 反相，而根据振荡器的振荡条件|T| = 1，要求V be = — V ce ,即i X i = i X 2，所以要求 X i 与X 2为同性质的电抗。综合上述两个条件，可以得到晶体管 LC 振荡器的一般构成法则如下：在发射极上连接的两个电抗为同性质电抗，另一个为异性质电抗。原理电路如图3.2所示：图3.2原理电路共基极实际电路如图3.3所示: Xi ―I X 2 I — 图3.1电容三点式振荡器基本结构 C1 C2 图3.3共基极实际电路

电容三点式振荡电路

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电容三点式的几种改进电路

改进型电容三点式振荡电路的设计姓名：班级：学号：

摘要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。为此,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。本次课设设计了改进型电容三点式高频振荡器，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Protel2004DXP制作PCB板，并使用环氧树脂铜箔板和FeCl3进行了制板和焊接。使用实验要求的电源和频率计进行验证，实现了设计目标。关键词：电容三点式、西勒电路、Protel、印制电路板

1 实验原理 1.1 振荡的原理三点式LC 正弦波振荡器的组成法则（相位条件）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反。图1-1所示为满足组成法则的基本电容反馈LC 振荡器共基极接法的典型电路。当电路参数选取合适，满足振幅起振条件时，电路起振。当忽略负载电阻、晶体管参数及分布电容等因素影响时，振荡频率osc f 可近似认为等于谐振回路的固有振荡频率o f ，即 osc f = （1）式中 C 近似等于1C 与2C 的串联值 12 12 C C C C C ≈ + （2）图1-1 电容反馈LC 振荡器由图1-1所画出的分析起振条件的小信号等效电路如图1-2所示。图1-2 分析起振条件的小信号等效电路由图1-2分析可知，振荡器的起振条件为：

电容三点式正弦波振荡器要点

课程设计报告课题名称 _____电容三点式正弦波振荡器__ 学院电子信息学院专业通信工程班级学号姓名好人指导教师陈布雨

绪论振荡器是用来产生重复电子信号（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。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、电感电感振荡器、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、科研等方面。振荡器的种类很多，使用范围也不相同，但是它们的基本原理都是相同的，都要满足起振、平衡和稳定条件。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，振荡器可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特性的器件构成的振荡器。在这种电路，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。反馈式振荡器电路，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。本次课设设计了电容三点式正弦波振荡器。

一设计原理说明 (4) 1.1 反馈振荡器的原理 (4) 1.1.1 原理分析 (4) 1.1.2 平衡条件 (5) 1.1.3 起振条件 (5) 1.1.4 稳定条件 (6) 1.2 电容三点式振荡器 (6) 1.3 设计原理 (7) 二电路设计与仿真 (8) 2.1 参数设置 (8) 2.2仿真电路图形 (10) 三仿真结果 (11) 四课设小结 (12) 参考文献 (13)

三点式振荡电路能否振荡的判别方法

三点式振荡电路能否振荡的判别方法在模拟电子技术课程中，判别振荡电路能否产生振荡的步骤的是：先看直流通路，看放大器件是否工作在放大区；再看交流通路，看是台满足振荡条件。RC振荡也好，LC振荡电路也好，振荡条件为： AF=1 此条件可分解为振幅条件和相位条件，即： 1 三点式振荡器的特点所谓三点式振荡器，是指LC振荡器中选频网络有两个电容、一个电感或者两个电感、一个电容组成的振荡器。一般LC振荡电路在直流通路正常情况下判别能否振荡时由于振幅条件不便于判别，只看相位条件即可，只要相位条件满足，我们就说它能够振荡。振荡电路中的放大器可以是运放，也可以是由晶体管或者场效应管组成。对于由运放组成的电路，相位条件相对来说比较好判别；由晶体管或者场效应管组成的放大电路，要判别相位条件有一定的难度。要正确判别相位条件需要先分析放大电路的组态，再看反馈信号与输出信号之间的相位差，两者判断错一个也得不到正确的结果。对此，根据多年来对模拟电子技术的讲解和对大量的振荡电路的分析，先把自己的一点总结供大家讨论。我们知道，三点式选频网络中应该有两个电容、一个电感或者两个电感、一个电容组成，如图1所示，为方更叙述，现把选频网络中每两个电抗器件的结点给出一编号。在分析由晶体管或者场效应管组成的三点式振荡电路时，先看直流通路，在直流通路正常的情况下，交流通路只需要观察是否满足“射同基反”(或者源同栅反)。下面结合具体的电路进行说明。

2 电容三点式振荡电路如图2和图3所示，是两个电容三点式的振荡电路。我们应用“射同基反”判断相位条件是否满足。先看图2，图2中晶体管的发射极接的是三点式选频网络的2端，集电极接的是1端，基极在交流通路中接地，所以基极相当于接的是3端。发射极与基极间接地单个选频器件是电容C1，发射极与集电极之间接的是电容C2，发射极与其他两个电极之间接的是电抗性质相同的电容，所以“射同”已经满足；基极与发射极接的电容C1，基极与集电极之间接的单个选频器件是电感L，电感与电容是两个电抗性质相反的器件，所以“基反”也是满足的，图2电路支流通路正常，又满足“射同基反”的条件，所以是可以振荡的。再看图3。放大器的组态虽然与图2不同，按“射同基反”分析仍然满足“射同基反”，直流通路正常，该电路也可以振荡。如果用相位条件判别也是满足的。如果用相位条件来判断图2和图3中两个电路，可以得到：注意观察图2和图3，电容二点式电路中选频网络的2端是电容与电容的结点，1和3端是电容与电感的结点，所以分析电容三点式振荡电路的相位条件时只需要看选频网络的2端是否直接或者通过一电阻与发射极(或者场效应管的源极)相连，l和3端是否直接或者通过一电阻与基极和集电极相连。图2中符去掉基极电容Cb相位条件仍然满足，电路只要振幅条件满足仍可振荡。 3 电感三点式振荡电路

三点式振荡电路介绍.docx

三点式振荡电路定三点式振荡器是指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反馈型振荡器。三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。 1、三点式振荡器的构成原则图5 —20三点式振荡器的原理图图5 —20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件

X be 、X Ce 和X bC 构成了决定振荡频率的并联谐振回路要产生振荡，对谐振网络的要求：？必须满足谐振回路的总电抗 X be X Ce X b^O ，回路呈现纯阻性。反馈电压U f 作为输入加在晶体管的 b 、e 极，输出U O 加在晶体管的c 、e 之间，共射组态为反相放大器，放大器的的输出电压u o 与输入电压U i （即U f ）反相，而反馈 g Q 电压U f 又是U o 在X bC > X be 支路中分配在X be 上的电压。要满足正反馈，必须有为了满足相位平衡条件， U f 和U o 必须反相，由式（5.3.1）可知必有孑 0成立，即X b e 和X C e 必须是同性质电抗，而 X Ce X b^ -（X be X Ce ）必为异性电抗。综上所述，三点式振荡器构成的一般原则：（1）为满足相位平衡条件，与晶体管发射极相连 X be (X be X bC ) U o X be - X Ce U o (531)

的两个电抗元件X be 、X Ce 必须为同性，而不与发射极相连的电抗元件 X bC 的电抗性质与前者相反，概括起来“射同基反”。此构成原则同样适用于场效应管电路，对应的有“源同栅反”。 (2)振荡器的振荡频率可利用谐振回路的谐振频率来估算。为容性的，称为电容三点式振荡器，也称为考比兹振荡器(Colpitts)，如图5 — 21(a )所示；若与发射极相连的两个电抗元件 X be 、X Ce 为感性的，称为电感三点式振荡器，也称为哈特莱振荡器(Hartley),如图5 — 21 (b )所示。图5 — 21电容三点式与电感三点式振荡器电路原理图若与发射极相连的两个电抗元件 X be 、 Ce T C 2 h _ _ Cl dh ___ Λ V L 2 (b) HaItIey L 3 (a ) C I oIPittS Ll

实验3 电容三点式LC振荡器

实验三电容三点式LC振荡器

实验三电容三点式LC 振荡器」、实验目的 1、掌握电容三点式LC 振荡电路的实验原理； 2、了解静态工作点、耦合电容、反馈系数、品质因数 Q 值对振荡器振荡幅度和频率的影响； 3、了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。二、实验原理 1、电路与工作原理 (1) 图3-2克拉泼振荡电路中，串联电容 C1、C2和C 构成总电容。因为 C1( 300p) >>C( 75p), C2( 1000P >>C ( 75p),故总电容约等于 C, 所以振荡频率主要由L 和C 决定。 (2) 图3-3西勒振荡电路中，电容C1、C2和C3的串联值后与电容C 相并。因为 C1(300p)>>C3(75p)，C2 ( 1000P)>>(75p)，故总电容约等于C+C3所以振荡频率主要由L 、C 和C3决定。 (3) 反馈系数F=F1: F2，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0.3 2、实验电路如图3-4所示，1K01打到“串S ”位置时，为改进型克拉泼振荡电路，打到图3-2克拉泼振荡电路图3-3西勒振荡电路

“并P”位置时，为改进型西勒振荡电路。开关1S03控制回路电容的变化；调整1W01可改变振荡器三极管的电源电压；1Q02为射极跟随器；1TP02为振荡器直流电压测量点，1W02用来改变输出幅度。 |{iM3 三、实验内容 1测量“并P”西勒振荡电路幅频特性； 2、测量“串S”克拉泼振荡电路幅频特性； 3、测量波段覆盖系数。四、实验步骤（一）模块上电将LC振荡器模块③接通电源，即可开始实验。（二）测量振荡电路的幅频特性 1、西勒振荡电路幅频特性的测量

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

电容式三点式振荡电路

电容三点式振荡电路电容三点式振荡电路又称考毕兹振荡电路,如图Z0808所示,其结构与电感三点式振荡电路相似,只是将电感、电容互换了位置。为了形成集电极回路的直流通路,增设了电阻R C。该电路的交流通路如图Z0809 所示。可以看出,它符合三点式振荡电路"射同基反"的构成原则,满足自激振荡的相位平衡条件。在L C谐振回路Q值足够高的条件下,电路的振荡频率为其中这种振荡电路的特点是振荡频率可做得较高,一般可达到100MHz以上,由于C2对高次谐波阻抗小,使反馈电压中的高次谐波成分较小,因而振荡波形较好。电路的缺点是频率调节不便,这是因为调节电容来改变频率时,（既使C1、C2 采用双连可变电容）C1与C2也难于按比例变化,从而引起电路工作性能的不稳定。因此,该电路只适宜产生固定频率的振荡。用集成运放构成的电容三点式振荡电路,如Z0810所示。可以证明,其振荡频率为：电感三点式振荡电路图Z0805是电感三点式振荡电路,又称哈特莱振荡电路。图中L1、L2、C组成谐振回路,L2兼作反馈网

络,通过耦合电容C b将L2上反馈电压送到三极管的基极。由图Z0806交流通路看出,谐振回路有三个端点与三极管的三个电极相连,而且与发射极相接的是L1、L2,与基极相接的是L2、C即满足"射同基反"的原则。因此电路必然满足相位平衡条件。当回路的Q值较高时,该电路的振荡频率基本上等于LC回路的谐振频率,即式中L = L1＋L2＋2M为回路总电感。该电路的特点与变压器反馈式振荡电路极为相似。须指出：它的输出波形较差,这是由于反馈电压取自电感的两端,而电感对高次谐波的阻抗较大,不能将它短路,从而使U f中含有较多的谐波分量,因此,输出波形中也就含有较多的高次谐波。用集成运放构成的电感三点式振荡电路如图Z0807所示,不难证明其振荡频率为：

电容三点式振荡电路

电容三点式振荡器的基本电路如图（1）所示。与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C2和C3；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L。它的反馈电压是由电容C3上获得，晶体管的三个电极分别与回路电容的三个端点相连接，故称之为电容反馈三端式振荡器。电路中集电极和基极均采取并联馈电方式。C7为隔直电容。图（1）（2）起振条件和振荡频率由图可以看出，反馈电压与输入电压同相，满足相位起振条件，这时可以调整反馈系数F，使之满足A0F>1就可以起振。同理，可推倒出电容反馈三端电路的振荡频率如式： f C 1 LC C =反馈系数F为：F=C2/C3. pi+ C /( /( 2 )3 2 )3 *) ( 2 （3）电路的优缺点电容反馈三端电路的优点是振荡波形较好，因为它的反馈电压是靠电容获得，而电容原件对信号的高次谐波呈低阻抗，因此对高次谐波反馈较弱，使振荡波形更接近正弦波；另外，这种电路的频率稳定度较高，由于电路中得不稳定电容与回路电容C2、C3相并联，因此，适当增大回路的电容量，就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响。第三，电容三端电路的工作频率可以做得很高，因此它可以这届利用振荡管的输出、输入电容作为回路的振荡电容。工作频率可以做得较高，可达到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围。这种电路的缺点是：调C2或C3来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。使振荡器的频率稳定度不高。

电容三点式振荡器

电容三点式振荡电路设

一、概述振荡器是一种在没有加外信号作用下的自动将直流电源的能量变换成为一定波形的交变振荡能量的装置。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、数字式频率计等的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。一个振荡器必须包括三个部分：放大器、正反馈电路和选频网络。振荡器按波形分可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器，按照工作原理可以分为反馈式型振荡器与负阻式振荡器两大类。反馈式振荡器是在放大器电路中加入正反馈，当正反馈足够大时，放大器产生振荡，变成振荡器。所谓产生振荡是指这时放大器不需要外加激励信号，而是由本身的正反馈信号来代替外加激励信号的作用。负阻式振荡器则是将一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振电路相接产生振荡。电容三点式振荡器是自激振荡器的一种，也叫考毕兹振荡电路。由于它是利用电容将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三个端点分别与晶体管三个电级相连接，所以这种电路有叫做电容反馈三点式振荡器。它由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。二、工作原理 1、振荡器振荡条件：（1）平衡条件相位平衡条件：Σ 振幅平衡条件：KF=1 （2）起振条件 KF>1 (3) 稳定条件振幅稳定条件：在平衡点的K-u曲线斜率为负，即在平衡点曲线斜率为负，即 2、对电容三点式振荡器是否满足振荡条件进行分析：

（1）满足相位平衡条件如图所示的电容三点式振荡器矢量图，假设在晶体管的基极和发射极间有一输入信号，当振荡频率等于LC回路谐振频率时，与反相，电流滞后于。上的反馈电压滞后电流。故与，满足相位平衡条件。电容三点式振荡器矢量图（2）满足起振条件图中---- 晶体管输出电阻----- 晶体管输入电阻 ------ 晶体管输出电容----- 晶体管输入电容----- 回路谐振电阻令，则反馈系数总电阻放大倍数K Σ 式中是晶体管的电流放大倍数。

三点式振荡器

三点式振荡器（学号：）（物理与电子信息学院 10级电子信息工程1班，内蒙古呼和浩特 010022）指导教师：摘要：三点式振荡器是以LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器。本文主要介绍的是三点式振荡器的基本工作原理，对电感三点式及电容三点式振荡器的原理电路进行分析并讨论了三点式振荡器简化交流通路的画法和判断产生振荡的一般原则，并通过例子来对方法进行验证。关键词：电感三点式；电容三点式；交流通路；振荡电路中图分类号：TN752 1引言振荡器用于产生一定频率和幅度的信号，它无需外部激励就能自动的将直流电源供给的功率转换为指定频率和振幅的交流信号功率输出。振荡器的种类很多，根据产生振荡波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。本文所讨论的三点式振荡器是一种反馈振荡器，它是正弦波振荡器的一种，利用正反馈原理构成。振荡器在现代科学技术领域中有着广泛的应用，例如，在广播、电视、通信设备中振荡器用来产生所需要的载波和本机振荡信号；在各种信号源、测量仪器中用来产生各种频段的正弦信号等。它是不可缺少的的核心组成部分之一，是一种最基本的电子线路。本文先讨论三点式振荡器的基本工作原理，然后分别对电感三点式和电容三点式电路进行分析，最后通过例子来对三点式振荡器简化交流通路的画法和判断产生振荡的一般原则进行验证。 2三点式振荡器的基本工作原理我们应该要了解振荡器正常工作所需满足的三个条件即平衡条件、起振条件以及稳定条件，这样有利于后面我们对三点式振荡器原理的认识。

图1 反馈振荡器的构成框图 2.1振荡的平衡条件当反馈信号f u 等于放大器的输入信号i u ，或者说，反馈信号f u 恰好等于产生输出电压o u 所需的输入电压i u ，这时振荡电路的输出电压不再发生变化，电路达到平衡状态，因此，将i f U U =称为振荡的平衡条件。根据图1可知，放大器开环电压放大倍数A 和反馈网络的电压传输系数F 分别为： i O U U A =；O f U U F = (1.1.1) 所以 i O f U A F U F U == (1.1.2) 由此可得，振荡的平衡条件为 1||)(===+f a j e F A F A T ?? (1.1.3) 式中，T 为反馈系统环路增益；||A 、a ?为放大倍数A 的模和相角；||F 、f ?为反馈系数F 的模和相角。由(1.1.3)式可知，振荡器正常工作时的相位平衡条件为 π???n f a T 2=+= ( ,2,1,0=n ) (1.1.4) 振幅平衡条件为 1||==F A T (1.1.5)