电容三点式振荡电路
电容三点式震荡电路
幅度稳定：为了使电容三点式震荡电路的输出信号幅度保持稳定，需要采取一定的措施 来控制电路中的幅度。
频率范围：宽，适 用于多种应用场景
频率稳定性：高， 不易受ห้องสมุดไป่ตู้境因素影 响
频率调整：简单， 可通过改变元件参 数实现
频率输出：稳定， 可直接用于信号处 理或控制电路
电容三点式震荡电路的调频过程不会影响其输出信号的幅度，保证了信号的稳定性。
频率范围可达数千兆赫 调频线性度好 调频灵敏度高 调频范围受限于电路元件的参数
用于产生高频载波信号
在电视接收机中用作本地振荡器
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在无线通信中用作振荡器或混频器
在卫星通信中用作发射机或接收机 的本机振荡器
组成：输入级、放大级和输出 级
工作原理：通过晶体管的放大 作用，将输入信号进行电压或 电流的放大
类型：共射、共基和共集三种 基本组态
电容三点式震荡电 路通过电感和电容 的组合，产生正弦 波信号
信号产生过程中， 电感和电容的交替 充电和放电，形成 震荡
输出信号的频率 由电感和电容的 数值决定
输出信号的幅度 和相位与输入信 号相同
电感元件：用于产生磁场，储存能量 作用：与电容元件配合，形成振荡回路 类型：空心电感、磁芯电感等 在电容三点式震荡电路中的作用：与电容元件一起决定震荡频率
组成：电阻、电容、电感 工作原理：通过电容和电感的交互作用产生震荡 特点：具有特定的频率响应 应用：用于信号处理、通信等领域
作用：将信号放大，提高输出 电压和电流的幅度
输出波形稳定，不易受外界干 扰
输出波形与输入信号的频率、 幅度无关
三点式电容振荡电路
三点式电容振荡电路一、三点式电容振荡电路三点式电容振荡电路是一种简单的电路结构，其基本原理是将电容和电阻组合成一个微分放大环路，当此环路上没有负反馈时，它将产生振荡。
一般来说，这种电路的结构要求有三个元件，即电容和两个电阻，因此也被称为三点式电容振荡电路。
三点式电容振荡电路的基本结构如下图所示：电路中，R1和R2分别是电阻，C1是电容，V1是激励电压源，V2是振荡输出电压。
二、工作原理三点式电容振荡电路由三个元件组成，它们是一个电容和两个电阻。
电容在激励电压V1的作用下，充放电，一边向R1传送电流，另一边向R2传送电流。
由于电容C1的特性，两边的电流大小是不同的，其中R1的电流比R2的电流大，因此在R1的一端就形成了一个较低的电压，而在R2的一端就形成了一个较高的电压。
当V1激励电压消失时，由于电容C1的特性，它将向R1和R2的另一端放电，从而形成一个信号，把它传递给V2，从而形成振荡。
当电容全部放电时，电路就进入下一个周期，从而形成持续的振荡。
三、应用三点式电容振荡电路的主要用途有：（1）用于无线收发电路的频率稳定振荡。
（2）用于超声波测距电路中的频率稳定振荡和发射控制。
（3）用于转换器中的频率稳定振荡，如变频器、变压器或变流器等。
（4）用于马达控制电路中的频率稳定振荡。
（5）用于模拟电路中的作为一种振荡电路的基础，如振荡器、定时器等。
四、优势三点式电容振荡电路的主要优点有：（1）这种电路结构简单，元件数量少，只需要一个电容和两个电阻，不需要复杂的电路结构。
（2）元件参数的改变可以很容易地改变振荡频率。
（3）它能够持续振荡，而且振荡的幅值不受电源电压的影响。
（4）由于它的低成本和易于构建，它在电子领域的应用非常广泛。
电容三点式振荡原理
电容三点式振荡原理电容三点式振荡原理是指通过三个电容器组成的电路，在一定的条件下能够产生振荡。
电容三点式振荡电路是一种常用的电子振荡电路，广泛应用于通信、电子仪器及测量等领域。
电容三点式振荡电路由三个电容器和两个开关组成，其中两个电容器被连接到一个可调整的电压源上，第三个电容器则通过两个开关与另两个电容器交替连接。
当两个开关交替切换时，电容器之间的电荷会发生变化，从而导致电压的变化。
这种交替的电容器充电和放电的过程，就形成了一个振荡电路。
电容三点式振荡电路的振荡原理可以通过以下步骤进行解释：1. 电路初始状态：电容器C1和C2被连接到电源上，电容器C3离开电源。
电容器C1和C2开始充电，电荷开始积累。
2. 电容器充电过程：在一定的时间间隔后，开关1关闭，开关2打开，此时电容器C1和C2之间有一个路径可以流动电荷，电容器C3被连接到电源上开始充电。
3. 电容器放电过程：在电容器C3充电一段时间后，开关2关闭，开关1打开，电容器C1和C2之间的电荷开始流动，电容器C3被与电源隔离。
4. 交替过程：通过开关的交替切换，电容器C1、C2和C3之间的电荷和电压不断变化，形成振荡。
电容三点式振荡电路的交替作用是由电容器的充电和放电过程决定的。
当开关1打开时，电容器C1开始充电，同时电容器C2放电，电流会从C2流向C1，导致电势差的变化。
当电容器C1充电达到一定程度时，开关2关闭，电容器C1和C2之间的电荷开始流动，电容器C3被连接到电源上，开始充电。
当电容器C3充电一定时间后，开关1关闭，开关2打开，电容器C1和C2之间的电荷重新开始流动，电容器C3被隔离。
通过不断交替充电和放电的过程，电容三点式振荡电路实现了振荡。
电容三点式振荡电路中的电容器和两个开关的选择会直接影响振荡的频率和振幅。
电容器的容值越大，振荡的频率越低；两个开关的开关频率越快，振荡的频率越高。
根据电容三点式振荡电路的设计，可以调整电容值和开关频率，得到所需的振荡信号。
电容三点式振荡电路详解及Multisim实例仿真
L C6
8
C5
All rights reserved, NO Spreading without Authorization
Author: Jackie Long
谐振回路的总电容即克拉波电路中的总电容与 C6 的并联，再次将三极管寄生极间 电容的接入系数降低。 总之就是不断地降低晶体管极间电容对谐振频率的影响， 此时电 路的谐振频率如下所示：
3
C4 480pF
R4 100Ω 0
克拉波振荡 我们可以更 荡电路的稳定 定性很好， 但其 其频率可调范 范围比较小， 更进一步改进 进克拉 波振 振荡电路，如 如下图所示：
7
All rights reserved, NO Spreading without Authorization
+ + Q1 C2
+ L RC
uo
RE
C1 +
从图上可以看出，基极输入（假设有输入）经过三极管放大后的输出电压 uo，再经过 电容 C2 与 C1 分压后施加在三极管的 BE 结之间形成正反馈，因此其反馈系数如下式：
F
Байду номын сангаас
C1 C1 C2
反馈系数一般取值 0.1～0.5，太小不容易起振，太大则容易使电路放大倍数与回路有载 Q 值下降，这样容易使振荡波形产生失真，输出频率稳定度也会相应地降低。 我们用下图所示电路参数进行仿真:
+ + C1 Q1 + L
从上图可以看出，电容三点式 LC 正弦波振荡电路的重要特性是：与三极管发射极相连 的两个电抗元件为相同性质的电抗元件，而与三极管集电极（或基极）相连接的电抗元件是 相反性质的。如果合理设置电路参数使其满足起振条件，则电路将开始振荡，如果忽略分布 电容、三极管参数等因素，此电路的振荡频率 f0 如下式：
电容三点式振荡电路详解及multisim仿真实例
电容三点式振荡电路详解及multisim仿真实例电容三点式振荡电路是一种常见的电路，可以用于产生高频信号或者时钟信号。
本文将详细介绍电容三点式振荡电路的原理、设计方法以及multisim仿真实例。
首先，我们来看一下电容三点式振荡电路的原理。
电容三点式振荡电路由三个元器件组成，包括一个电容器、一个电感器和一个晶体管。
当电容器和电感器组成的LC振荡回路与晶体管共同工作时，就可以产生振荡信号。
具体来说，当电容器充电时，晶体管被激活，导致电容器放电并使振荡回路开始振荡。
随后，电容器重新充电并继续振荡，从而形成连续的高频信号。
接下来，我们来介绍一下电容三点式振荡电路的设计方法。
首先，需要选择电容器和电感器的具体数值，以及晶体管的型号。
在选择电容器和电感器时，需要根据所需的振荡频率来确定。
一般来说，振荡频率越高，所需的电容器和电感器数值就越小。
而在选择晶体管时，需要考虑其放大系数和工作电压等参数。
通过合理选择这些元器件，就可以设计出满足要求的电容三点式振荡电路。
最后，我们来看一下如何通过multisim软件进行电容三点式振荡电路的仿真实验。
首先，需要打开multisim软件，并创建一个新电路。
然后，将所选的电容器、电感器和晶体管拖入电路中并连接起来。
接下来，需要设置电容器和电感器的数值，以及晶体管的型号。
最后，可以进行仿真实验，观察电路的输出信号是否符合要求。
综上所述，电容三点式振荡电路是一种常用的电路，可以用于产生高频信号或时钟信号。
本文介绍了电容三点式振荡电路的原理、设计方法和multisim仿真实例，希望能对读者有所帮助。
三点电容震荡电路
三点电容震荡电路一、三点电容震荡电路的概述三点电容震荡电路是一种应用广泛的基本电路。
它由三个元件组成：两个电容器和一个放大器。
这种电路可以产生稳定的正弦波信号，因此在无线通信、声音制作等领域得到了广泛应用。
二、三点电容震荡电路的工作原理1. 基本结构三点电容震荡电路由一个放大器和两个反馈回路组成。
其中，一个反馈回路通过一个固定的电容连接到放大器的输入端，另一个反馈回路则通过另一个可变的电容连接到输出端。
2. 工作原理当输入信号被放大器放大后，经过反馈回路再次送回输入端。
在这个过程中，可变电容会不断地改变其值，从而改变整个系统的共振频率。
当系统达到共振频率时，输出信号将会增强，并且在整个系统中形成稳定的正弦波。
三、三点电容震荡电路的参数设计与计算方法1. 参数设计在设计三点电容震荡电路时，需要考虑以下几个参数：（1）放大器增益：为了保证系统的稳定性，放大器的增益应该足够高。
（2）反馈回路电容：反馈回路电容应该能够控制系统的共振频率，因此其值应该根据需要进行调整。
（3）可变电容：可变电容的范围和分辨率也需要根据需要进行选择。
2. 计算方法在计算三点电容震荡电路时，可以使用以下公式：（1）共振频率f0 = 1 / (2π√(C1C2R))，其中 C1 和 C2 分别是反馈回路中的两个电容器的值，R 是放大器的输出阻抗。
（2）可变电容值 Cx = (C1C2) / (C1 + C2)，其中 Cx 是可变电容器的值。
四、三点电容震荡电路的特点与应用1. 特点（1）稳定性好：由于三点电容震荡电路具有自激振荡特性，因此其输出信号非常稳定，并且很少受到外界干扰。
（2）频率可调：通过改变反馈回路中的可变电容器，可以轻松地调整系统的共振频率。
（3）成本低廉：由于三点电容震荡电路的元件非常简单，因此制造成本非常低。
2. 应用三点电容震荡电路在无线通信、声音制作等领域得到了广泛应用。
例如，它可以用于产生调频（FM）信号，或者作为音频振荡器。
电子信息工程技术《电容三点式振荡电路》
1电容三点式振荡器—考毕兹（Colpitts ）振荡器图1给出两种电容三点式振荡器电路。
图中12b b R R 、和e R 为分压式偏置电阻，图1 电容三点式振荡器电路图（a ）电路中，三极管发射极通过E C 交流接地，是共射组态；图（b ）电路中，三极管基极通过b C 交流接地，是共基组态。
组态不同，但都满足“射同基反”的构成原则，即与发射极相连的两个电抗性质相同，不与发射极相连的是性质相异的电抗。
高频耦合和旁路电容(b c C C 、和E C 对于高频振荡信号可近似认为短路，旁路和耦合电容的容值至少要比回路电容值大一个数量级以上。
12L C C 、和构成并联谐振回路，12C C 和称为回路电容(也工作电容 。
2电容三点式振荡器电路的起振条件以图5 —22（b）所示共基组态的电容三点式电路为例分析起振条件。
(a)高频交流等效电路画高频振荡回路之前应仔细分析每个电容与电感的作用，应处理好以下问题：画高频振荡回路时，小电容是工作电容, 大电容是耦合电容或旁路电容, 小电感是工作电感, 大电感是高频扼流圈。
画等效电路时保留工作电容与工作电感, 将耦合电容与旁路电容短路, 高频扼流圈开路, 直流电源与地短路,通常高频振荡回路是用于分析振荡频率的，一般不需画出偏置电阻。
判断工作电容和工作电感, 一是根据参数值大小。
电路中数值最小的电容(电感和与其处于同一数量级的电容(电感均被视为工作电容(电感 , 耦合电容与旁路电容的数值往往要大于工作电容几十倍以上, 高频扼流圈的电感数值远远大于工作电感；二是根据所处的位置。
旁路电容分别与晶体管的电极和交流地相连，旁路电容对偏置电阻起旁路作用；耦合电容通常在振荡器负载和晶体管电路之间，起到高频信号耦合及隔直流作用。
这两种电容对高频信号都近似为短路。
工作电容与工作电感是按照振荡器组成法则设置的。
高频扼流圈对直流和低频信号提供通路, 对高频信号起阻隔作用。
图1（b ）的交流等效电路图5 —24（a ）电容三点式交流等效电路(b 起振条件和振荡频率起振条件包括振幅条件和相位条件。
电容三点式振荡电路设计
1．2 电容三点式振荡电路设计图1所示为利用反馈原理设计的一个电容三点式振荡器，又称考毕兹振荡器。
图中晶体管放大电路构成主网络，直流电源对电路提供偏置，偏置电压经过直流工作点分析在电路中表示出来。
LC并联谐振回路构成正反馈选频网络，其中C1、C2和Ce分别为高频耦合电容和旁路电容，C3、C4为回路电容，L1是回路电感。
在不考虑寄生参数的情况下，根据正弦振荡的相位条件，振荡频率计算公式为：C4端接回基极构成正反馈，反馈系数为F=C3／C4。
电容三点式振荡器的优点为电容对晶体管非线性特性产生的高次谐波呈现低阻抗，所以反馈电压中高次谐波分量很小，因此输出波形接近于正弦波。
2 电路的仿真分析2．1 起振过程振荡曲线分析，即电路的瞬态分析(Time Domain Transient) 在Capture CIS中绘制电路的原理图如图1，各元件参数如图中所示。
对波形发生电路进行时域仿真就是仿真电路的输出波形，因此应选择瞬态分析方式。
仿真时间选择5 μs，并设置Maximum step(最大步长)为10 ns，以输出光滑的振荡波形。
执行仿真分析命令，可以在Probe中清晰地看出正弦波发生电路的起振过程。
图2即为out点输出波形，从中可见起振时间约为1．0 us。
根据仿真波形分析起振过程如下：在刚接通电源时电路中存在各种扰动，这些扰动均具有很宽的频谱，但是只有频率近似为LC选频网络谐振频率fo的分量才能通过反馈网络产生较大的反馈电压。
由于环路增益T>1，经过线性放大和反馈的不断循环，振荡电压会不断增大。
然而由于晶体管的线性范围是有限的，随着振幅的增大放大器逐渐进入饱和区或截止区，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，振幅增长过程停止，振荡器达到平衡，进入等幅振荡状态。
改变横坐标将波形放大，利用标尺功能测得波形极大点时间坐标如图3中所示。
通过计算可发现波形周期不稳定：B-A=2．303 3-2．190 5=0．112 8 us，C-B=2．409 3-2．303 3=0．1060us，D-C=2．5107-2．409 3=0．101 4us，E-D=2．621 0-2．510 7=0．110 3 us；即波形频率fo稳定度不高fo=1／T≈4／(E-A)=9．29 MHz。
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电容三点式振荡电路
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
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。
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
2
)3
/(
)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。
2、改进型电容三点式电路设计
原理图设计如图（2）：这个振荡电路由电感L与电容C1组成一个震荡电路，同时也是一个滤波器，将直流信号中的正弦波提取出来。
由于信号在电路中会衰减，所以需要将信号进行放大补偿，电路中的三极管就是放大用的，震荡信号输入三极管，经过放大作用，再输入到C1与L中，补偿掉损失的部分，这样振荡器就可以维持稳定的振幅和频率了。
关键元件就是C1，L与三极管T。
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，C2和Cb构成正反馈。
该射极偏置电路让三极管有合适的静态工作点。
从稳频的角度出发，应选择fT较高的晶体管，这样晶体管内部相移相对较小。
电路中通过调节C4来粗调振荡频率。
图（2）
电路由三部分组成
1 三极管放大器；（起能量控制作用）
2 正反馈网络；（由三点式回路组成）
3 选频网络；（由三点式回路的谐振特性完成选频功能）。
如图（3）、（4）为振荡器输出波形及频谱。
图3改进型电容三点式振荡电路输出信号波形
图4改进型电容三点式振荡电路输出信号频谱
总结
振荡电路接通电源后，有时不起振，或者在外界信号强烈触发下才起振（硬激励），在波段振荡器中有时只在某一频段振荡，而在另一频段不振荡等。
所有这些现象无非是没有满足相位平衡条件或振幅平衡条件。
如果在全波段内不振荡，首先要看相位平衡条件是否满足。
对三端振荡电路要看是否满足对应的相位平衡判断标准。
此外，还要在振幅平衡条件所包含的各种因素中找原因。
1、静态工作点选的太小。
2、电源电压过低，使振荡管放大倍数太小。
3、负载太重，振荡管与回路间耦合过紧，回路Q值太低。
4、回路特性阻抗ρ或介入系数pce太小，使回路谐振阻抗R O太低。
5、反馈系数k f太小，不易满足振幅平衡条件。
但k f并非越大越好，应适当选取。
有时在某一频段内高频端起振，而低频端不起振，这多半是在用调整回路电容来改变振荡频率的电路中，低端由于C增大而L/C下降，致使写真阻抗降低所起。
反之，有时低端振高端不振，原因可能有：
1、选用晶体管f T不够高。
2、管的电流放大倍数β太小。
在这个设计当中，我学会了振荡电路中的一些基础理论知识，在设计电路元件参数的时候首先要考虑电路起振条件和平衡条件，这分
别包含振幅条件和相位条件。
正反馈网络是振荡器设计中的一个重要环节，真反馈使输出起到与输入相似的作用是系统偏差不断增大，是系统振荡。
参考文献
【1】《通信电子线路》严国萍龙占超编著，科学出版社。
【2】《电子技术基础模拟部分》康华光主编高等教育出版社。
【3】《高频电子线路实验指导书》。