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)

2.2振荡的起振条件

式(1.1.3)是维持振荡的平衡条件,是指振荡器已进入稳态振荡而言的。为使振荡器的输出振荡电压在接通直流电源后能够由小增大直到平衡,则要求在振荡幅度由小增大时,反馈电压相位必须与放大器输入电压同相,反馈电压必须大于输入电压的幅度,即

π???n f a T 2=+= ( ,2,1,0=n ) (1.2.1)

1||>=F A

T (1.2.2) 式(1.2.1)称为相位起振条件,式(1.2.2)称为振幅起振条件。

2.3振荡的稳定条件

振荡器的稳定条件:当振荡器受到外部因素的扰动,破坏原平衡状态,振荡器所具有的自动恢复到原平衡状态的能力。

振幅稳定条件

图2满足起振和平衡条件的环路增益特性

根据满足起振和平衡条件的环路增益特性曲线图(如图2所示),因为振荡平衡点是稳定的,所以,图2所示的环路增益频率特性中A 点不但是振幅平衡点,而且是稳定点,由此可得振幅稳定条件为

0

i U U i U T

(1.3.2.1) 即在平衡点,T 对i U 的变化率为负值。

相位稳定条件

相位平衡的稳定条件是指相位平衡遭到破坏时,电路本身能重新建立起相位平衡的条件。

由于振荡的角频率等于相位的变化率,即dt

d ?ω=,所以,相位变化则频率也必然变化,因此相位平衡的稳定条件实质上也就是频率稳定条件。

根据图3相位平衡条件所示,可知,在相位平衡点附近环路相位T ?随频率的变化率为负值,即相位稳定条件为

00

f f T

f ? (1.3.2.2)

图3相位平衡条件的图示

三点式振荡器的基本结构如图4所示,图中放大器采用晶体管,1X 、2X 、3X 三个电抗元件组成LC 谐振回路,回路有三个引出端点分别与晶体管的三个电极相连接,使谐振回路既是晶体管的集电极负载,又是正反馈选频网络,所以把这种电路称为三点式

振荡器。i

U 为放大器的输入电压,o U 为放大器的输出电压,f U 为反馈电压,I 为回路谐振电流。

看了引言我们可以知道,要产生振荡首先应该使电路满足平衡条件。略去电抗元件的损耗及管子输入和输出阻抗的影响,当1X 、2X 、3X 组成的谐振回路谐振,即

0321=++X X X 时,回路等效阻抗为纯电阻,放大器的输出电压o U 与输入电压i

U 反相,电抗2X 上的压降f U 必须与o U 反相,f U 才会与i

U 同相,使电路满足相位平衡条件。

图4三点式振荡器的基本结构

由图4有

2X I j U f =,1

X I j U O -= 所以,为了使f U 与o U 反相,必须要求1X 和2

X 为相同的电抗元件,即同为感性或容性电抗元件。

综上所述,三点式振荡器组成的一般原则可归纳为:1X 与2X 的电抗性质必须相同,

3X 与1X 、2X 的电抗性质必须相异。

根据这个法则可将三点式振荡器分为两种基本形式:电感三点式和电容三点式。

3电感三点式振荡器

电感三点式振荡器又称哈脱莱振荡器,其原理电路如图5(a)所示。图中,1B R 、2B R 、BE R 组成分压式电流反馈偏置电路,E C 为发射极旁路电容,B C 、C C 分别为基极和集电极耦合电容,C R 为集电极直流负载电阻,C 和1L 、2L 构成谐振回路。它的交流通路如图5(b)所示。

由图5(b)可见,当1L 、2L 、C 并联回路谐振时,输出电压o U 与输入电压i

U 反相,而反馈电压f U 与o U 反相,所以f U 与i

U 同相,电路在回路谐振频率上构成正反馈满足的相位条件。由此可得电路的振荡频率0f 为

C M L L f )(21210++≈π (3.1) 式中,M 为1L 、2L 之间的互感。

由图5(b)可求得振荡器的反馈系数近似为

M L M L I M L j I M L j U U F O f ++-≈+-+≈=1

212)()( ωω (3.2) 电感三点式振荡器的优点是容易起振,另外,改变谐振回路的电容C ,可方便的调节振荡频率。。但由于反馈信号取自感2L 两端的压降,而2L 对高次谐波呈现高阻抗,故不能抑制高次谐波的反馈,因此,振荡器输出信号中的高次谐波成分较大,信号波形较差。

(a)原理电路 (b)交流通路

图5电感三点式振荡器

4电容三点式振荡器

电容三点式振荡器又称考毕兹振荡器,其原理电路如图6(a)所示,图6(b)是它的三极管三端的交流通路。 由图可见,1C 、2C 、L 并联谐振回路构成的反馈选频网络,其中1C 相当于图4中的1X ,2C 相当于2X ,L 相当于3X ,故其符合三点式振荡器组成

员则,所以,其满足振荡的相位条件。由于反馈信号f U 取自电容2

C 两端的电压,故称为电容反馈三点式LC 振荡器,简称电容三点式振荡器。

当并联谐振回路谐振时,振荡电路满足振荡的相位平衡条件,所以可求得电路振荡频率0f 为 LC f π210≈ (4.1)

式中,)(2121C C C C C +=为并联谐振路的总电容值。

由图6(b)可得电路的反馈系数近似为

211211C C C j I C j I

U U F O f -=-≈=ωω (4.2) 由式(4.2)可知,增大1C 与2C 的比值,可增大反馈系数值,有利于起振和提高输出电压的幅度,但它会使晶体管的输入阻抗影响增大,致使回路的等效品质因数下降,不利于起振,同时波形的失真也会增大。所以

21C C 不宜过大,一般可取5.0~1.021=C C ,

或通过调试决定。

电容三点式振荡器的反馈信号取自电容2C 两端,因为电容对高次谐波呈现较小的容抗,反馈信号中高次谐波分量小,故振荡输出波形好。但当通过改变1C 或2C 来调节振荡频率时,同时会改变正反馈量的大小,因而会使输出信号幅度发生变化,甚至会使振荡器停振。所以电容三点式振荡电路频率调节很不方便,故适用于频率调节范围不大的场合。

(a)原理电路 (b)交流通路

图6电容三点式振荡器

5典型例题分析

例5.1 分析图5-1所示振荡电路,画出交流通路,说明电路的特点并计算振荡频率。

图5-1 振荡电路

解:1R 、2R 、5R 构成分压式电流负反馈直流偏置电路,1C 为基极旁路电容,晶体管构成共基电路。3R 、c L 构成晶体管集电极负载,c L 为高频扼流圈,为放大器的高频补偿电感,用来补偿晶体管寄生电容对放大器高频特性的影响,有提升放大器高频增益的作用。4R 具有交流电流负反馈,用以改善振荡波形和稳定性。

振荡器的交流通路如图5-4所示,它构成改进型电容三点式西勒振荡器,频率稳定度高。采用5C 、6C 电容分压器输出,可减小负载影响。

图5-2电路的交流通路

由图5-2可得回路总电容为

pF pF C C C C C C 6.381.5110011200151120011111111165432=?????

? ??++++=++++= 所以振荡频率为

MHz Hz LC f 06.9106.3810821

21

1260=???==--ππ

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。

电感三点式振荡器设计

目录 引言 (1) 1设计要求 (1) 2设计构思及理论 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2设计构思的理论依据 (3) 3系统电路的设计及原理说明 (4) 3.1系统框图及说明 (4) 3.2电路设计说明 (5) 3.3关键元器件的介绍 (5) 4仿真验证叙述及效果分析 (5) 4.1仿真电路 (5) 4.2仿真运行结果 (6) 5工程设计 (6) 6制作(特点)叙述 (7) 7调试测试分析 (7) 8结束语 (7) 谢辞 (9) 参考文献 (10) 附图 (11)

引言 三点式振荡电路是指电容或电感(反馈部分)的3个段分别接晶体管的三个极,故称为三点式振荡电路。目前三点式振荡电路主要分为电感三点式和电容三点式振荡电路。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。本次试验采用共基放大电路与电感三点式震荡回路结合成基本振荡器,再在后级加个共基放大电路来带动负载,并利用电容和电感的特性来改善输出波形。其特点是: 1.易起振。 2.调节频率方便。采用可变电容可获得较宽的频率调节范围,一般用于产生几十兆赫兹以下的正弦波。 3.输出波形较差。 1 设计要求 (1)要实现的功能:设计一个电感三点式振荡器,产生10MHz的震荡频率,并能带动620欧的负载。 (2)要求达到的技术指标:振荡频率f 0=10MHz,输出频率电压U ≥0.5V pp /620欧; 输出波形为正弦波(无明显失真);供电电压V cc =12V。 (3)完成要求:设计与制作可供实际检测的实物样品,并且按要求完成课程设计报告。 2 设计构思及理论 2.1 设计思路 要设计一个电感三点式振荡电路,可以有几个电容和电感还有一个三极管和一个后级放大电路来达到要求。用改变电容的方法来调整震荡频率,方便调试而不会影响反馈系数,可以是波形输出更加稳定而没有明显的失真现象。但是为了达到输出频率电压技术指标,加一个共基放大电路,提高输出电压幅度。 1.电路组成 如图所示为电感三点式振荡电路的原理图。这种电路的LC并联谐振电路中的电感有首端、中间抽头和尾端三个端点,分别与放大器件的集电极、发射极(地)和基极相 连,反馈信号取自电感L 2 上的电压,因此,习惯上将图1所示电路称为电感三点式LC 振荡电路。

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 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: ) () ()(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:

最新压控LC电容三点式振荡器设计及仿真

实验二压控 LC 电容三点式振荡器设计及仿真1 2 一、实验目的 3 1、了解和掌握LC 电容三点式振荡器电路组成和工作原理。 4 2、了解和掌握压控振荡器电路原理。 5 3、理解电路元件参数对性能指标的影响。 6 4、熟悉电路分析软件的使用。 7 二、实验准备 8 1、学习LC 电容三点式西勒振荡器电路组成和工作原理。 9 2、学习压控振荡器的工作原理。 10 3、认真学习附录相关内容,熟悉电路分析软件的基本使用方法。 11 三、设计要求及主要指标 12 1、采用电容三点式西勒振荡回路,实现振荡器正常起振,平稳振荡。 13 2、实现电压控制振荡器频率变化。 14 3、分析静态工作点,振荡回路各参数影响,变容二极管参数。 15 4、振荡频率范围:50MHz~70MHz,控制电压范围3~10V。 16 5、三极管选用MPSH10(特征频率最小为650MHz,最大IC 电流50mA,可 17 满足频率范围要求),直流电压源12V,变容二极管选用MV209。 18 四、设计步骤

19 1、整体电路的设计框图 20 整个设计分三个部分,主体为LC 振荡电路,在此电路基础上添加压控部分, 21 22 设计中采用变容二极管MV209 来控制振荡器频率,由于负载会对振荡电路的频 23 24 率产生影响,所以需要添加缓冲器隔离以使振荡电路不受负载影响。 25 2、LC 振荡器设计 26 27 首先应选取满足设计要求的放大管,本设计中采用MPSH10 三极管,其特征频28 率f T=1000MHz。LC 振荡器的连接方式有很多,但其原理基本一致,本实验中29 采用电容三点式西勒振荡电路的连接方式,该振荡电路在克拉泼振荡电路的基30 础上进行了细微的改良,增加了一个与电感L 并联的电容,主要利用其改变频31 率而不对振荡回路的分压比产生影响的特点。电路图如下所示:

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。

高频课设电容三端式振荡器

课程设计任务书 学生姓名:专业班级: 指导教师:工作单位: 题目: 电容三端式振荡器 初始条件: 电容三端式振荡器原理,Multisim软件 要求完成的主要任务: (1)设计任务 根据电容三端式振荡器的原理,设计电路图,并在multisim软件仿真出波形结果。 (2)设计要求 ①正常工作状况时的波形图; ②起振条件的仿真,要求改变偏置电阻、相位电容和电源电压值,再观察起振波形和振荡电压的变化情况。 时间安排: 1、2014 年11月17 日集中,作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、2014 年11月17 日,查阅相关资料,学习基本原理。 3、2014 年11月18 日至2014 年11月20日,方案选择和电路设计。 4、2014 年11月20 日至2014 年11月21日,电路仿真和设计说明书撰写。 5、2014 年11月23 日上交课程设计报告,同时进行答辩。 课设答疑地点:鉴主13楼电子科学与技术实验室。 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 (1) Abstract (2) 1 克拉泼振荡器原理 (3) 1.1 克拉泼振荡器产生的原因 (3) 1.2 克拉泼振荡器电路分析 (3) 1.3 克拉泼振荡器起振条件 (4) 1.3.1 相位条件 (4) 1.3.2振幅条件 (4) 1.4 克拉泼振荡器的振荡频率 (5) 2 克拉泼振荡器仿真分析 (6) 2.1 正常起振的电路图 (6) 2.2改变偏置电阻的仿真 (7) 2.3改变相位电容的仿真 (8) 2.4改变电源大小的仿真 (8) 3 心得体会 (9) 参考文献 (10)

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:

电容三点式振荡器电路设计与实现

郑州轻工业学院本科 通信电子线路课程设计总结报告 设计题目:电容三点式振荡器电路设计与实现 学生姓名:赵玉春 系别:计算机与通信工程学院信息与通信工程系专业:通信工程 班级:08级1班 学号:58号 指导教师:曹瑞、黄敏 2010年12月25日

郑州轻工业学院 课程设计任务书 题目:电容三点式振荡器电路设计与实现 专业、班级通信工程08-1学号 58姓名赵玉春 主要内容、基本要求、主要参考资料等: 1、主要内容 1) 焊接振荡器电路板。 2) 通过LC振荡器和晶体振荡器输出的波形,对比分析LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。 2、基本要求 元器件排放错落有致,节点焊接正确,设计结构设合理,实验数据可靠,结果输出稳定。 3、主要参考资料 [1]张启民编著.通信电子线路.西安:西安电子科技大学出版社,2004. [2]董尚斌等编.通信电子线路.北京:清华大学出版社,2007. [3]顾宝良编著.通信电子线路教程.北京:电子工业出版社,2007. 完成期限:2010年12月25日 指导教师签名: 课程负责人签名: 2010年12月25日

目录 1、设计题目 (4) 2、设计内容 (4) 3、设计思路 (4) 4、设计原理 (4) 5、运行结果 (9) 6、实验体会 (10) 7、参考文献 (11)

一:设计题目: 电容三点式振荡器电路设计与实现 二:设计内容: 1) 振荡器电路板的设计与焊接。 2) 调节LC振荡器和晶体振荡器中静态工作点,并了解反馈系数及负载对振荡器的影响。 3) 测试、分析比较LC振荡器与晶体振荡的稳定状况。 三:设计思路: 焊接一个符合电容三点式的电路板,电路板上包含有LC振荡电路和集体震荡器震荡电路。 焊接好电路板之后,调节LC振荡器和晶体振荡器的静态工作点。 观察LC振荡器和晶体振荡器的波形图,同时对LC振荡器和晶体振荡器所产生的波形图进行对比分析。 四:设计原理: 本次实验首先需要焊接电路板,在焊接电路板时需要注意一些节点的焊接,同时避免焊接时出现短路现象。 本次实验验中振荡器包含电容反馈LC三端振荡器和一个晶体振荡器。振荡电路主要由振荡回路模块、偏置电路模块、输出缓冲电路模块组成。它选择主要是根据所给定的工作频率(或工作频段)频率稳定度的要求。因为设计的电路要求是高频信号,故选择LC振荡电路或晶体振荡电路,现在分别应用这两种电路,分别比较它们的频稳性。 1) 三点式震荡电路的基本模型

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。

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。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

通信电子线路课程设计报告——电感三点式正弦波振荡器

课程设计报告 课题名称_____通信电子线路课程设计_ 学院电子信息学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师

目录 摘要 ............................................................................................ I 1绪论.. (1) 2正弦波振荡器 (2) 2.1 反馈振荡器产生振荡的原因及其工作原理 (2) 2.2平衡条件 (3) 2.3起振条件 (3) 2.4稳定条件 (4) 3电感三点式振荡器 (5) 3.1三点式振荡器的组成原则 (5) 3.2电感三点式振荡器 (5) 3.3 振荡器设计的模块分析 (6) 4 仿真与制作 (10) 4.1仿真. (10) 4.2分析调试 (12) 5 心得体会...................................13= 参考文献 (14)

摘要 反馈振荡器是一种常用的正弦波振荡器,主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成。按照选频网络所采用元件的不同,正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。本文介绍了高频电感三点式振荡器电路的原理及设计,电感三点式容易起振,调整频率方便,变电容而不影响反馈系数。 正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用。例如,无线发射机中的载波信号源,接收设备中的本地振荡信号源,各种测量仪器如信号发生器、频率计、fT测试仪中的核心部分以及自动控制环节,都离不开正弦波振荡器。根据所产生的波形不同,可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波,后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。 本文将简单介绍一种利用一款名为Multisim 11.0的软件作为电路设计的仿真软件,电容电感以及其他电子器件构成的高频电感三点式正弦波振荡器。电路中采用了晶体三极管作为电路的放大器,电路的额定电源电压为5.0 V,电流为1~3 mA,电路可输出输出频率为8 MHz(该频率具有较大的变化范围)。 关键词:高频、电感、振荡器

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

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。 (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=0.3 5.克拉波和西勒振荡电路 图 1-2 为串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼振荡电路。图1-3 为并联改进型电容三点式振荡电路——西勒振荡电路。 6.电容三点式 LC 振荡器电路 电容三点式LC振荡器电路如图1-4所示。图中1K01打到“S”位置(右侧)时,为改进型克拉泼振荡电路,打到“P”位置(左侧)时,为改进型西勒振荡电路。开关IS03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。 二、实验目的

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)

实验3 电容三点式LC振荡器

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。

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。

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