VCO压控振荡器实验报告
实验一 压控振荡器VCO的设计

噪声分析也是振荡器设计的一个重要的方面。 设计过程中必须明确要计算哪些噪声,并合理 设置好噪声频率间隔。 在电路中加入滤波器是为了增加频率的隔离度, 但是此滤波器对于后来生成的压控曲线影响很 大。不去掉滤波器而直接仿真得到的曲线并不 是线性的,原因是滤波器的通带比压控的频率 范围小,而去掉滤波器后生成的压控曲线的线 性度很好,符合VCO的设计要求。
1. 晶体管或电真空器件(主要用于高频大功率)(负阻
部件) 2. 谐振回路:决定振荡器的工作频率 因为只有与回路谐振频率一致的交变电磁场才能与电
子进行有效的相互作用。
3. 能量反馈模块(从放大器角度看)
振荡器的物理模型
振荡器的物理模型,主要由谐振网络、晶体管 和输入网络这三部分组成。如下图所示:
思考题
改变振荡器直流偏置的条件,分析不同 的直流偏置电阻对振荡器工作的影响。 VCO的频率稳定
结果分析
从波形可以看到,振荡器已经很稳定地 振荡起来了,并且有一定的振荡时间, 从抽出两点m3,m4的数据可以看出,该 振荡波形是相当稳定的,幅度差可以不 必考虑,频谱纯度也较高,对m3和m4这 段时域进行fs变换,可以看到振荡器振荡 频率的频谱,从m5标记的数值可以看出, 该振荡器的振荡频率为1.850GHz,与设 计的指标1.8GHz有差距,需要进行调整。
在“Date Display”里点 Rectangular Plot,弹出 对话框后点Advanced键, 输入sweep1..freq[1], 点击OK后生成图形如右 图所示,从图中可以看 到压控的线性度还是可 以的,当Vtune=3.75V 时,振荡器的输出频率 为1.796GHz。
功率-频率曲线
清华压控振荡器实验报告

电子电路实验模电部分期末考试实验报告压控振荡器(VCO)实验者:2006010989 电64赵敏实验日期:2008年12月31日实验组号:AM63 26组一、实验内容1.设计制作一个压控振荡器(VCO),参考电路如下图。
要求输出锯齿波(v O1)的幅度(峰-峰值)约为10V。
2. 在实验室安装、调试电路,使之正常工作,之后完成下列测试(具体测试项目考核时由教师指定)。
(1)观察压控作用,即改变V I测量相应的输出信号频率f。
(自选3个测量点)以下测量在指定控制电压V I(课内考查时公布)下完成。
(2)测定输出锯齿波扫描(正程)时间。
(3)测定输出锯齿波的频率。
(4)测定输出矩形波的平均脉宽。
(5)测定输出矩形波的上升时间。
(6)测定输出矩形波的脉冲幅度。
(7)改变电路中某个元件参数,使锯齿波峰-峰值为6V,写出该元件名称及改变后的参数值。
(8)V I改成–12V,修改电路,调出输出波形。
二、理论分析与预习计算1. 理论分析整个电路前面是一个积分器,后面是一个滞回比较器。
输入的直流电压V>0 。
当A2的输出电压V O2为负的最大值-U M (运放输出的负极值,大约为-11V )时,根据A1“虚短”“虚断”,A1反相输入端的电位近似为0,二极管D 导通,电流I=2M DU U R (U D为二极管D 的导通压降)从V O1经电容C 、电阻R 2、二极管D 流到V O2(此时i I =1IV R 也从V I 经C 流到V O1,但i I <<I ,此时i I 可忽略不计),使V O1的电位升高,即积分器对I 积分,对应下图中T 1时间段。
当V O1增大至+U T (±U T 为滞回比较器的阈值电压,可以算得±U T =±34R R U M ),再稍大一点,V O2立刻跳变为正的最大值+U M (运放输出的正极值,大约为11V )。
于是二极管D 截止,仅有i I =1IV R 也由V I 经C 流到V O1,使V O1降低,即积分器对i I 积分,应下图中T 2时间段。
压控振荡器实验报告

压控振荡器实验报告
本次实验是压控振荡器实验。
压控振荡器是一种能够通过改变外部电压控制输出频率
的振荡器,应用广泛,例如电子钟、电视调谐器、微波接收机等领域。
本实验旨在了解压
控振荡器的基本原理,掌握其工作方式与性能特点。
实验仪器:
1.压控振荡器电路板
2.示波器
3.万用表
4.直流电源
实验步骤:
1. 将压控振荡器电路板连接至电源,注意正确接线。
2. 将示波器接入电路中,测量输出波形频率和幅值,并记录数据。
实验结果:
当外部电压变化时,输出波形的频率会相应改变,这是因为压控振荡器中的电压控制
振荡器作用。
当外加电压增加,振荡器频率也增加。
输出波形的幅值也受电压变化的影响,当外接电压增加时,输出波形幅值增加。
更改电容和电阻值也会影响输出波形频率和幅值,此时需要重新调整电路参数以达到所需频率和幅值。
实验分析:
本次实验通过实际操作和测量,从理论上验证了压控振荡器的工作原理。
当外接电压
变化时,输出波形频率和幅值随之改变。
因此,在实际应用中,可以通过改变外部电压来
控制振荡器的频率和幅值,进而实现多种信号的产生和调节。
在更改电容和电阻值时,需要根据实际情况选择合适的值以达到所需的输出波形效果,这需要对振荡器的特性有一定的了解和掌握。
总结:
本次实验使我对压控振荡器的工作原理有了深刻的理解,同时也掌握了该器件的基本
特性和应用场景。
此外,通过实际的操作和测量,也提高了我的实验技能和实际应用能力,这对我今后的学习和工作都将有很大的帮助。
实验十五 压控振荡器

实验十五压控振荡器一、实验目的1、了解压控振荡器的组成及调试方法2、学习压控振荡器的应用二、实验原理调节可变电阻或可变电容可以改变波形发生电路的振荡频率,一般是通过人的手来调节的。
而在自动控制等场合往往要求能自动地调节振荡频率。
常见的情况是给出一个控制电压(例如计算机通过接口电路输出的控制电压),要求波形发生电路的振荡频率与控制电压成正比。
这种电路称为压控振荡器,又称为VCO 或u-f转换电路。
利用集成运放可以构成精度高、线性好的压控振荡器。
下面介绍这种电路的构成和工作原理,并求出振荡频率与输入电压的函数关系。
1、电路的构成及工作原理怎样用集成运放构成压控振荡器呢?我们知道积分电路输出电压变化的速率与输入电压的大小成正比,如果积分电容充电使输出电压达到一定程度后,设法使它迅速放电,然后输入电压再给它充电,如此周而复始,产生振荡,其振荡频率与输入电压成正比。
即压控振荡器。
图15-1就是实现上述意图的压控振荡器(它的输入电压Ui>0)。
图15-1所示电路中A1是积分电路,A2是同相输入滞回比较器,它起开关作用。
当它的输出电压u01=+UZ时,二极管D截止,输入电压(Ui>0),经电阻R1向电容C充电,输出电压uo 逐渐下降,当u下降到零再继续下降使滞回比较器A 2同相输入端电位略低于零,uO1由+UZ跳变为-UZ,二极管D由截止变导通,电容C放电,由于放电回路的等效电阻比R1小得多,因此放电很快,uO迅速上升,使A2的u+很快上升到大于零,uO1很快从-UZ跳回到+UZ,二极管又截止,输入电压经R1再向电容充电。
如此周而复始,产生振荡。
图15-1 压控振荡器构成原理图图15-2所示为压控振荡器u O 和u O1的波形图。
图15-2 压控振荡器波形图2、振荡频率与输入电压的函数关系Zi 3141U U C R 2R R T 1T 1f =≈=可见振荡频率与输入电压成正比。
上述电路实际上就是一个方波、锯齿波发生电路,只不过这里是通过改变输入电压U i 的大小来改变输出波形频率,从而将电压参量转换成频率参量。
正弦波压控振荡器高频报告

犹汉理工大学《奇频电子线路》课程设计说明书课程设计任务书学生姓名:助人为乐专业班级:不计得失指导教师:满分通过工作单位:好人一生平安题目:正弦波压控振荡器初始条件: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.采用晶体三极管构成一个正弦波压控振荡器;2.额定电源电压5. 0V ,电流1〜3mA;输出频率10 MHz〜13 MHz;3.频率变化时,输出幅度波动小:4.有缓冲级,在100欧姆负载下,振荡器输出电压N 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:1.2013年1月4F1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。
2.2013年1月5FI至2013年1月10日完成资料查阅、设计、制作与调试:完成课程设计报告撰写。
3.2013年1月11 口提交课程设计报告,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:犹汉理工大学《奇频电子线路》课程设计说明书目录摘要1绪论 (1)2 正弦波压控震荡器电路设计 (2)2. 1正弦波振荡器 (2)2. 2两种反馈振荡器 (2)2. 2. 1三点式电容反馈振荡器 (2)2. 2. 2三点式电感反馈振荡器 .......................................2.3改进型电容反馈振荡器 (4)2. 4压控振荡器原理 (5)2. 5变容二极管 (5)2.6参数选择 (6)2.7压控振荡器电路3仿真调试 ...............................................................4 电路焊接及调试 (8)4.1元件清单 (8)4.2实物焊接及调试 (9)4. 2. 1焊接的准备 (9)4. 2.2焊接与组装 (9)4. 2. 3正弦波压控振荡器的调试 (11)5 总结 (12)参考文献 (13)摘要本次课程设计通过对课本知识的运用,简单介绍了高频正弦波床控振荡器的设计方法, 振荡器的种类有很多,包括反馈式振荡器、负阻式振荡器等。
实验7(压控振荡器)

实验七压控振荡器构成的频率调制器一、实验目的1.熟悉压控振荡器的基本工作原理2.掌握利用压控振荡器实现频率调制的原理。
二、实验仪器双踪示波器,数字万用表,高频电路实验装置三、实验原理图7-1为NE566型单片集成VCO的方框图及管脚功能。
NE566的内部主要包括恒流源、电流转发器、幅度鉴别器、电子开关和控制电压形成电路。
恒流源的电流受外接定时电阻R的控制;电流转发器的作用是使电流I1与I2保持相等;幅度鉴别器的作用是当其输入端的电压U C高于正向触发电平U SP时输出为高电平,当U C低于反向触发电平U SM时输出为低电平,当U C介于U SP与U SM之间时输出不变。
控制电压形成电路的作用是:当幅度鉴别器的输出为低电平时,使电子开关K1闭合、K2断开,从而电容C的充电电流等于I0;当幅度鉴别器的输出为高电平时,使电子开关K2闭合、K1断开,从而电容C的放电电流等于I0(因I1=I2)。
由此可见,通过电容C的充电和放电,4脚电压在U SM与U SP之间变化且波形为三角波,3脚的波形为方波。
改变电容C的容量和电阻R都可以改变电容C 电压的变化速度,从而改变电路的振荡频率。
管脚功能:1 -5V电源2 空3 方波输出端4 三角波输出端5 频率控制端6 外接定时电阻7 外接定时电容8 +5V电源图7-1 NE566的框图及管脚功能566输出的方波及三角波的载波频率(或称中心频率)可用外加电阻R 和外加电容C 来确定。
)(858Hz V C R V V f ⋅⋅-=其中:R 为时基电阻、 C 为时基电容、V8是566管脚⑧至地的电压、V5是566管脚⑤至地的电压 ,R3=3K,Rp1=1K,C1=2200P。
图7-2为实验电路,其中R 3与R p1串联后为电路的定时电阻,改变R p1可改变调频灵敏度(同时也影响振荡频率)。
电流源的控制电压(由5脚加入)由R p2、R 4、R 5、R 6提供,改变R p2可改变电路的中心振荡频率。
压控振荡器实验报告

一、实验目的1. 理解压控振荡器(VCO)的基本原理和工作机制。
2. 掌握VCO的电路设计方法,包括选频网络、放大电路和反馈网络的设计。
3. 通过实验验证VCO的频率控制特性,分析其性能指标。
4. 熟悉Multisim仿真软件在电子电路设计中的应用。
二、实验原理压控振荡器是一种能够通过改变控制电压来调节振荡频率的电子电路。
它主要由放大电路、选频网络和反馈网络组成。
其中,放大电路负责将输入信号放大到足够的幅度,选频网络负责选择所需的振荡频率,反馈网络则将放大后的信号部分反馈到放大电路的输入端,以维持振荡。
三、实验仪器与材料1. Multisim仿真软件2. 实验电路板3. 万用表4. 信号发生器5. 示波器四、实验内容1. 电路设计:- 使用Multisim软件设计一个VCO电路,包括放大电路、选频网络和反馈网络。
- 放大电路选用运算放大器,选频网络采用LC振荡电路,反馈网络采用电容分压器。
2. 仿真实验:- 在Multisim中搭建VCO电路,并进行仿真实验。
- 调整电路参数,观察VCO的频率控制特性,分析其性能指标。
3. 实际实验:- 将VCO电路搭建在实验板上,进行实际实验。
- 使用信号发生器产生控制电压,观察VCO的频率变化。
- 使用示波器观察VCO的输出波形,分析其稳定性和失真情况。
五、实验结果与分析1. 仿真结果:- 通过仿真实验,验证了VCO电路的频率控制特性。
- 当控制电压变化时,VCO的振荡频率也随之变化,满足设计要求。
- 分析仿真结果,发现VCO的频率稳定性较好,但存在一定的失真。
2. 实际实验结果:- 实际实验中,VCO的频率变化与仿真结果基本一致。
- VCO的输出波形稳定,但存在一定的失真。
- 分析失真原因,可能是由于电路元件的非理想特性或实验过程中存在干扰。
六、实验结论1. 通过本次实验,掌握了压控振荡器的基本原理和电路设计方法。
2. 了解了VCO的频率控制特性,并分析了其性能指标。
压控振荡器VCO的设计

实验一:压控振荡器VCO的设计实验目的:1、了解压控振荡器VCO的原理和设计方法2、学习使用ADS软件进行VCO的设计,优化和仿真。
实验内容:1、了解振荡器的主要技术指标。
2、使用ADS软件设计一个VCO,并对其参数进行优化、仿真。
3、观察不同的参数对VCO工作的影响。
实验步骤:一、偏置电路的设计1、建立工程文件Oscillator,命名为yakong。
建立一个原理图窗口,命名为pz。
2、在原理图窗口打开Component library,选择采用HP 公司生产的AT41411 硅双极管[12],在probe components 中选择L_Probe,在Sources-Time Domain中选择V_DC,在lumped components中选择R。
3、设置两个GOAL和一个OPTIM以及一个DC。
4、连好电路图1如下图所示,设置电路节点,设置好电路元件参数(如下),然后进行仿真,结果如下:由此得出后面原理图所用数据R1=385.406,R2=620.792图1二、可变电容VC特性曲线测试1、新建一个电路原理图窗口,命名为kbdr。
2、设置一个Term,一个S-PARAMETE,一个PARAMETER SWEEP,一个V AR,在Component library选择型号为MV1404的变容管。
3、修改电源的属性,修改S参数的属性,修改PARAMETER SWEEP的属性,设置V AR中的参数。
4、连好电路图(如下图2所示),然后仿真,在Date Display中按要求设置输出方式,结果如下图2所示。
图2三、瞬态仿真电路图1、在新原理图窗口,命名为stfz。
2、调出元器件连接电路图如下图3所示,设置Transient Simulation 仿真器仿真从0 到30nsec ,max tim estep=0.01nsec,其他元器件参数如下图,设置一个Transient ,添加V out节点。
3、然后仿真优化,由于VCO的振荡频率由变容二极管所在的谐振网络的谐振频率决定,经计算得到当变容二极管的电容为8.25pF时,谐振频率为1.8GHz,查看图2由VC曲线可以看到实验设计对应的二极管直流偏置电压大概3.5-4.0V之间,这里我们取Vdc=3.65V,如下图3所示。
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VCO压控振荡器实验报告目录章节设计要求及方案选择 (2)框内电路设计(EWB仿真) (5)总电路叙述 (10)器件表 (12)总电路图 (13)问题及修改方案 (13)体会 (14)参考书目及文献资料 (17)附录:总电路图 (17)设计要求及方案选择1.设计内容V/F转换(VCO压控振荡器)2. 设计要求输入0—10V电压,输出0—20KHz脉冲波(或者0—10KHz 对称方波)。
绝对误差在正负30Hz以内。
3. 设计方案(1)RC压控振荡器(2)双D触发器式的VCO电路图片来源CIC中国IC网如图所示为双D触发器式的VCO。
电路输出一个占空比50%的方波信号,而消耗的电流却很小。
当输入电压为5~12V 时,输出频率范围从20~70kHz。
首先假设IC-A的初始状态是Q=低电平。
此时VDl被关断,Vi通过Rl向Cl充电。
当Cl 上的电压达到一定电平时,IC-A被强制翻转,其Q输出端变成高电平,Cl通过VDl放电。
同时,IC-A的CL输入端也将变成低电平,强制IC-A再翻回到Q=低电平。
由于R2和C2的延时作用,保证了在IC-A返回到Q为低电平以前,把Cl的电放掉。
IC-A输出的窄脉冲电流触发IC-B,产生一个占空比为50%的输出脉冲信号。
(3)具有三角波和方波输出的压控振荡器图片来源CIC中国IC网如图所示为具有三角波和方波输出的压控振荡电路。
该电路是一个受控制电压控制的振荡器。
它具有很好的稳定性和极好的线性,并且有较宽的频率范围。
电路有两个输出端,一个是方波输出端,另一个为三角波输出端。
图中,A1为倒相器,A2为积分器,A3为比较器。
场效应管Q1用来变换积分方向。
比较器的基准电压是由稳压二极管D1、D2提供,积分器的输出和基准电压进行比较产生方波输出。
电阻R5、R6用来降低Q1的漏极电压,以保证大输入信号时Q1能完全截止。
电阻R7、R8和二极管D3、D4是为了防止A3发生阻塞。
按图中所标元件数值,电源电压用+15V,则变换系数为1kHz /V。
电路在100:1频率范围内具有低于±0.5%的线性误差。
4. 方案选择选择第一套设计方案。
理由是,设计思路比较简单易于实现;所需要的元器件以及设备实验室可以提供;该设计方案精确度高,并且频率可调。
框内电路设计(EWB仿真)1.电源部分电源部分采用采用两个15V的直流电源串联形成将其中一个电源的正极与另一个电源的负极相连并接地,从而获得+15V和-15V的电源电压。
同时,在+15V的正极后面串联一个47K的定值电阻和一个100K的滑动变阻器,使得下一个原件,即电压跟随器能够得到0—10V的电压。
2.电压跟随器电压跟随器采用353芯片中的电压跟随器。
作用是使电源电阻对后续电路不产生影响,从而确保后续电阻的线性性能。
3.反向积分器反向积分器的电阻部分采用了一个51K的定值电阻和一个阻值为10K的滑动变阻器串联形成。
目的是为了更方便和更精确的调整反向积分器的积分时间。
电容的大小暂定为0.01μF,这个值是根据EWB仿真实验测定出来的。
但是,由于仿真实验的环境是完全理想的,所以,在实际的实验当中这个电容的大小非常不合适,因此做了较大的修改。
这个问题将在后续的“问题及修改方案”章节中涉及到。
使用二极管的目的是使得反向积分器的输出电压控制在-0.7V 以上。
反向积分器中的预算放大器同样使用的是353芯片中提供的。
相关计算:令输入电压为10V ,则根据反响积分电路的计算公式则有dt u RC u ⎰-=I O 1,可以推出-10V=RC 1-*10V*T ,其中T=1/F=0.05ms 。
因为要求输出波形是脉冲波形,所以,反向积分器的正向充电时间必须是反向充电时间的4倍以上。
所以,-10V=RC 1-*10V*0.8*T 。
输出波形如图:4.555单稳态触发器555构成的单稳态触发器的相关计算:当555单稳态触发器的TRI 端(即2脚)的电压小于1/3Vcc (即5V )时,单稳态触发器的OUT 端(即3脚)输出高电频。
经过一段时间后自动恢复到低电频。
高电频的时间又构成单稳态触发器的电阻R6和电容C2共同决定的,计算公式为T PO=1.1*R6*C2=1.1*3kΩ*2000pF=6*10-6S555单稳态触发器OUT端的输出波形5.开关电路当555构成的单稳态触发器的OUT端(即2脚)输出高电频时,三极管的基极电压大约为-1V左右,三极管的发射极电压在稳压管的作用下大约为-3V左右,三极管导通。
当555构成的单稳态触发器的OUT端(即2脚)输出低电频时,三极管的基极电压大约为-7.5V左右,三极管的发射极电压在稳压管的作用下大约为-3V左右,三极管截止。
定值电阻R11的作用是稳定稳压管支路的电流,是稳压管不会因为电流过大而被击穿,R11=[(-3V)-(-15V)]/8mA=1.5k Ω。
为了保证较大的反向充电电流,R7应该较小,故取200Ω。
总电路叙述1.电路功能整个电路用来实现VOC压控振荡器的功能,作用是将0—10V的输入电压线性转化成为0—20KHz的脉冲信号输出。
这种电路多用于构成锁相环,实现模数转换和在通信系统中产生本振信号。
2.电路原理接通电源后,电路的1号节点在电压跟随器的作用下呈现出电源经过滑动变阻器之后的输出电压,为正值。
经过反向积分器的积分作用后,在电路的2号节点呈现负电压。
由于电路的2号节点呈现负的电压值,从而使得电路中的3号节点处的电压小于5V,也即1/3Vcc。
导致由555构成的单稳态触发器的OUT端(即3脚)即电路的4号节点产生高电频。
在电路的4号节点呈现高电压时,电路的5号节点的电压大约为-1V左右,即三极管的基极电压为-1V。
而此时,由于稳压二极管的作用,三极管的发射极电压被钳制在-3V左右。
这样使得三极管导通,开关电路的开关闭合。
又由于I C近似等于I E,所以,相当于反向积分器中运算放大器的负极经过两个电阻之后直接连在电路中的7号节点上,该节点的电压由于稳压二极管的作用稳定在-3V左右。
反向积分器中运算放大器的负极电压在这种情况下呈现负值。
通过反向积分器后,电路中2号节点的电压为正值。
此时,由555构成的单稳态触发器的TRI端(即2脚)的输入电压大于+5V,单稳态触发器的OUT端(即3脚)输出低电频。
在这种情况下,电路中的5号节点电压变为-7.5V,即三极管的基极电压。
而三极管的发射极电压仍然为-3V左右。
三极管截止,开关电路的开关断开。
此时反向积分器中运算放大器的负极电压重新回到正值,经过反向积分器之后再次输出负电压。
由555构成的单稳态触发器再次输出高电频。
整个电路如此循环往复。
形成一定频率的脉冲信号输出。
器件表1.多功能电子电路试验箱1个包括(面包板1快,各种阻值的滑动变阻器若干)2.LF353双运放集成芯片1片3.555集成芯片1片4.三极管1只5.普通二极管1只6.3V稳压二极管1只7.定值电阻47kΩ,51 kΩ,4.3 kΩ,20 kΩ,3kΩ,2kΩ,1kΩ,200Ω各1个20kΩ 3个8.2200pF电容2个9.0.01μF电容1个10.470μF电解质电容2个11.导线若干12.可调式双通道直流稳压稳流电源 1台13.双踪示波器 1台14.万用表 1台总电路图(见附录)问题即修改方案1.在实际电路实验中,电路输出的脉冲周期不能达到实际要求。
实际周期远大于目标值。
在修改时,首先更换更小阻值的电阻,试图通过减小电阻增大反向积分器的充电电流来减小充电的时间。
但是电阻的阻值减小对电路输出脉冲信号的周期影响并不是十分明显。
而且,当电阻的阻值减小到10K一下的时候电路便不能正常工作。
所以,只能通过修改反向积分器中的电容来减小电路输出脉冲的周期。
由于,事先对电容的计算值是2nF左右(但是由EWB仿真得出的值是0.01μF)。
所以,更换为2200pF的电容。
问题马上得到了解决,并且电阻仍然是51K。
2.在示波器上显示波形不稳定而且波形中含有较多的干扰。
解决方案,在电源与地之间接入尽量大的电容,用以滤去干扰信号。
电路如图:心得体会两周一共四次课的时间,要完成从选择电路到各种元器件的参数计算和型号选择,再在算机上进行EWB的仿真实验,最后完成组装和调试,从而达到要求的频率和精度。
这样的实验是我以前从来都没有经历过的试验方式。
原来的实验基本上都是在现成的图纸和参数下只要完成组装就完成了的。
虽然也有一定的难度和考察效果,但是毕竟不明显。
这个实验,虽然难度并不是很大,但是从一开始它就需要我们自己独立的进行各种参数的计算和设计。
第一次上课的时候,老师给我们讲解了一种VCO压控振荡器的实现方法,就是积分器与555单稳态触发器构成的压控振荡器。
并且,老师告诉我们关于VCO压控振荡器的实现方法有很多,而且这个并不是最简单的,希望我们可以自己通过各种渠道多去了解一些,并从中进行比较做出选择。
于是,我在网上开始搜索相关的资料。
果然,各种各样的压控振荡器电路图出现在我的面前。
其中,有极为简单的由双D触发器构成的压控振荡器;也有功能十分强大,精度很高的并且具有三角波和方波双输出的压控振荡器;当然,老师提供的压控振荡器电路也在其中。
各种不同的压控振荡器都由自己的特点和不足。
最后,结合元器件、实现难度和精度等各方面因素,我还是采用了老师提供的电路图。
第二个步骤就是计算数据了。
这个步骤确实让我费了很大的功夫。
尽管是上个学期才学过的课程,可是经过一个暑假的时间,剩下的记忆已经寥寥无几了。
于是,我又拿出原来的课本,翻看公式、例题,以及笔记。
同时,电路图上有不明白的问题,马上请教老师和同学。
最终,计算出来一组理论上可行的数据,接下来要做的就是EWB仿真。
电脑上装了一年多的EWB软件终于可以派上用场了。
电路图连接好之后,开始设置参数,很快,一个模拟的实验环境就已经搭建完成了。
在点击实验开始的按钮的时候,心情是三分兴奋七分紧张。
不了,害怕的事情还是出现了。
电路一直在运行,可就是看不见波形出来。
示波器上一条直线显得比以往任何时候都平坦。
在仔细的检查过所有参数和元器件的连接之后,仍然没有发现错误。
于是,我有对数据进行了第二次演算,以确定不是数据的问题。
无计可施的情况下,我赶紧找到老师帮我解决这个问题。
最后,终于在把C1电容改成0.01μF之后,示波器显示出了比较理想的波形。
剩下的任务就是调整其他参数使输出的波形在精度上符合设计要求。
最后一步就是在电路板上实际连接各种器件。
可是新的问题出现了,输出波形是正确的,但是精度却怎么也调整不到要求的范围。
最后,在同学的建议下,我把C1电容换成了与最初的计算值近似的2200pF,问题马上得到了解决。
为了使输出的信号更加稳定,在老师的提示下,我有在电源与地面之间加装了两个470μF的电容,用来过滤干扰信号。