基于Multisim10的克拉泼振荡器的仿真设计(定稿).
目 录
摘 要 ........................................... 1
关键词 ........................................... 1
1.引言 ........................................... 1
1.1Multisim10的介绍 ........................................................................................................................ 1
1.2正弦波振荡器的现状及发展趋势 ............................................................................................... 2
2.克拉泼振荡器原理 ............................... 2
2.1克拉泼振荡器的电路 ................................................................................................................... 2
2.2克拉泼振荡器的参数分析 ........................................................................................................... 3
2.2.1克拉泼振荡器的起振条件 ................................................................................................... 3
2.2.2克拉泼振荡器的振荡频率 ................................................................................................... 4
2.2.3克拉泼振荡器的参数影响 ................................................................................................... 5
2.2.4克拉泼振荡器的主要特点 ................................................................................................... 5
3.克拉泼振荡器的仿真与调试 ....................... 6
3.1克拉泼振荡器的仿真分析 ........................................................................................................... 6
3.2电容参数改变对波形的影响 ....................................................................................................... 9
总结 ............................................. 9
参考文献 ......................................... 9
致 谢 ........................................... 11
1 基于Multisim10的克拉泼振荡器的仿真设计
XXX,电子信息系
摘 要:随着科学技术的发展,振荡器在各领域中的运用越来越广泛,如通信、电子、航海航空航天等领域扮演重要的角色。本文的主要内容是利用Multisim对克拉泼振荡器进行仿真分析。首先介绍了克拉泼振荡器的由来、电路分析和参数分析,通过对振荡器的各大组成部分的基本原理、功能及应用的分析,从理论上画出合适的电路原理图。然后再利用Multisim对克拉泼振荡电路进行仿真分析,可以得到电路的仿真波形是一串连续的正弦波,改变电路的电容参数,会使正弦波发生失真。
关键词:克拉泼振荡器;仿真;Multisim
The design and simulation of Clapp oscillator based on
Multisim10
Lv Wandong, Department of Electronic Information
Abstract: With the development of science and technology,the oscillator is used
widely in various fields,such as communication,electronics,maritime aerospace and
other fields play an important role.The main content of this paper is to use Multisim
simulation analysis of Clapp Oscillator is the major part of the analysis of basic
principle,function and application of theoretically draw the right circuit simulation
analysis,can get the circuit simulation waveform is a sequence of sine wave,change
the parameters of the capacitance of the circuit,can make sine wave distortion occurs.
Key words: Clapp Oscillator; Simulation; Multisim
1.引言
1.1Multisim10的介绍
Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具,使用于班级模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形出入,电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力,为适应不同的应用场合,Multisim推出了许多版本[1]。而Multisim10是最新的版本,它是一个
2 原理电路设计、电路功能测试的虚拟电路仿真软件,一个虚拟电子实验室。软件可以虚拟设计测试和演示各种电子电路(电工学、模拟电路、数字电路等),能够进行详细的电路分析功能,以帮助设计人员分析电路的新能。Multisim10是学习电子设计专业必备的软件[2]。
1.2正弦波振荡器的现状及发展趋势
正弦波振荡器是指在没有输入信号控制的情况下就能自动地将直流能量转换为特定频率和振幅的正弦交变能量的电路。正弦波振荡器广泛用于各种电子设备中。例如,无线发射机中的载波信号源,超外差式接收机中的本地振荡信号源,电子测量仪器中的正弦波信号源,数字系统中的时钟信号源[3]。在这些应用中,对振荡器提出的要求主要是振荡频率和振荡振幅的准确性和稳定性,其中尤以振荡频率的准确性和稳定性最为重要。正弦波振荡器的另一类用途是作为高频加热设备和医用电疗仪器中的正弦交变能源。在这类应用中,对振荡器提出的要求主要是高效率地产生足够大的正弦交变功率,而对振荡器的准确性和稳定性的要求一般不苛求,本文讨论的是前一类用途的振荡器。从早期的真空管时代到后期的晶体管时代,无论是理论上还是电路结构和性能上,无论是体积上还是制作成本上无疑都取得了飞跃性的进展[4]。近年来,随着通信电子领域的迅速发展,对电子设备的要求越来越高,尤其是对像振荡器等这种基础部件的要求更是如此。我国在电子通信领域市场潜力非常大,自主研究高性能、高质量、低成本的振荡器市场前景广阔,意义巨大[5]。
2.克拉泼振荡器原理
2.1克拉泼振荡器的电路
克拉泼(Clapp)振荡器是电容三点式振荡器的改进型电路,在电容三点式电路中,要减小极间电容在回路总电容中的比重,可以采用部分接入的方法[6]。在电容三点式振荡器电路的回路中,仅多加一个与1C、2C相串联的电容3C即构成了克拉泼振荡器,图2-1-1(a)和(b)分别是它的实际电路和相应的交流通路。通常3C取值较小,满足31CC,32CC,回路总电容C主要取决于3C。而回路中的不稳定电容主要是三极管的极间电容ceC、beC、cbC,它们又都直接并接在1C、2C上,不影响3C值,结果是减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响,而且3C越小,这种影响越小,环路增益就越小,回路标准性就越高,实际
3 情况下,克拉泼电路的频稳度大体上比电容三点式电路高一个量级,可达4510~10[6]。
(a)实际电路 (b)交流通路
图2-1-1 克拉泼振荡电路
2.2克拉泼振荡器的参数分析
2.2.1克拉泼振荡器的起振条件
(a)克拉泼电路 (b)开环电路
图2-2-1 克拉泼电路(a)及其开环电路(b)
在如图2-2-1(a)所示的克拉泼电路中,L、3C的串联支路呈感性,该电路符合三点式电路的组成法则,即与发射极连接的为1C和2C,而不与发射极连接的为感性电抗。该电路满足相位平衡条件。
在×处断开,可以得到如图2-2-1(b)所示的开环电路。它的反馈网络的反馈系数保持不变,仍为'112/()nCCC,'22'beCCC,不同的仅是'0(//)LLeRRR需要通过3C和''1,21212(/())CCCCC的电容分压网络折算到集电
4 极上,折算后的数值为2'2LnR(或'22/Lgn),其中2332/()LnCCC。因此,该电路的振幅起振条件为:'2221/nLigngnng,其中,1/iegr[7]。
2.2.2克拉泼振荡器的振荡频率
克拉泼振荡电路是在电容三点式振荡电路的基础上,采用L和3C的串联电路代替原来的L而构成的。由图2-2-1(b)可知,在工作频率上,L与3C串联支路应等效为一个电感,1C和2C以及并接在1C、2C上的ceC、beC只是整个回路电容的一部分,晶体管以部分接入的方式与归路联接,这样就减弱了晶体管与回路的耦合。由于31CC,32CC,因而回路总电容近似等于3C,振荡器的振荡频率osc为:311oscLCLC,
31231111cebeCCCCCCC。
基于Multisim10的MC1596振幅调制器仿真设计
基于Multisim10的MC1596振幅调制器仿真设计
摘要 Multisim10可设计、测试和演示各种电子电路,为我们提供了一个方便、快捷的仿真环境。本文在Multisim下创建了MC1596构成的振幅调制电路,对其进行了仿真测试,调制波形清晰准确,并改变电路参数分析了过调制产生的原因。
关键词 Multisim10;MC1596;调幅
0 引言
调制电路和解调电路是通信系统的重要组成部分。幅度调制反映到频域里就是把调制信号的频谱搬移到载频的左右两旁,而信号的频谱结构不变;反映到时域里则是用一个高频余弦函数去乘调制信号,所以必须使用具有乘法功能的器件。单片的模拟集成乘法器MC1596由于技术性能高,价格低廉,使用方便,因而广泛用作调制、解调、混频和相位检测电路中。本文介绍了MC1596的内部结构,并在Multisim10仿真环境下对MC1596构成的振幅调制器进行了仿真测试分析。
1 MC1596内部结构及仿真构建
MC1596是以双差分电路为基础的四象限双平衡式模拟乘法器,用以实现两个模拟信号的相乘功能,是调幅电路的核心组成,但Multisim元器件库中没有这个元件,所以我们要创建一个MC1596的内部结构图,连接上输入/输出端符号后,通过编辑设置生成子电路,以便调用。其内部结构如图1所示:Q1和Q2组成第一对差分放大器,Q5是它的恒流源;Q3和Q4组成第二对差分放大器,Q6是它的恒流源,和Q5组成单差分放大器用以激励Q1~Q4。Q7和Q8组成的具有负反馈电阻的镜像恒流源,电阻Re1、Re2、Re3为负反馈电阻,用以扩展输入电压的线性动态范围。
其引脚8和10接输入电压,引脚1和4接另一个输入电压,引脚6和12输出电压。引脚14为负电源端。引脚2和3接电阻对差分放大器Q5、Q6产生电流负反馈,调节乘法器的信号增益,引脚5外接电阻,用来偏置电流以及镜像电流。
2 振幅调制器的仿真测试
用MC1596构成的乘法器电路如图2所示,12端接12V电源,14端接-8V电源,载波信号通过耦合电容C8接至10端,8端外面有Rt2、R12、C1、C3、R1组成的偏置电路,用来滤除加到载波端的直流分量及低频干扰。调制信号通过耦合电容C2加至1端,由R2~R5构成的偏置电路,用来调节加到4端直流分量的大小。输出信号从6端引出后经过后级缓冲器输出。
克拉泼电路设计
克拉泼电路
震荡电路是模拟电路中必修的一部分,三点式震荡电路更是信号产生的必要电路,最近研究了一下三点式震荡电路,克拉泼电路,现在来分享一下最近的研究过程。
最近有个项目,为了生成正弦波,因此对三点式震荡电路稍微学习了一下。三点式震荡电路分为电容三点式和电感三点式。
首先,根据正弦波震荡电路的震荡条件可知,正弦波震荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正弦反馈放大电路。其放大电路方框图如下所示:
如图所示,Xi是输入信号,X0是输出信号,Xf是输出经过反馈电路后的信号,Xa是输入和反馈信号共同作用的结果。
图中:
aiXXXf (1)
FXX*0f (2)
AXX*a0 (3)
fiXXXa (4) 由于可知,如放大电路的Xa=Xf,则去掉输入端Xi所形成的闭环系统,其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号。
则:
1*00afXXXXXXfa 或AF=1 (5)
设aAA,fFF,则可得:
1afAFAF (6)
1AF|F|..A (7)
.....3,2,1,2nnfa (8)
式(7)称为振幅平衡条件,式(8)称为相位平衡条件。这是正弦波震荡电路持续产生震荡的两个条件。
根据百度百科的说法,克拉泼震荡电路是三点式电容震荡电路的改进电路,其输出的正弦波更加的稳定。电容三点式振荡器,当需要改变频率而调节振荡回路的电容参数时,也会影响电路的起振,为此,把一个电容C串入振荡回路的电感支路中,这样改变电容C就可以调节振荡频率,而不影响电路的起振。
基于Multisim10的MC1596振幅调制器仿真设计 2
基于Multisim10的MC1596振幅调制器仿真设计
摘要 Multisim10可设计、测试和演示各种电子电路,为我们提供了一个方便、快捷的仿真环境。本文在Multisim下创建了MC1596构成的振幅调制电路,对其进行了仿真测试,调制波形清晰准确,并改变电路参数分析了过调制产生的原因。
关键词 Multisim10;MC1596;调幅
0 引言
调制电路和解调电路是通信系统的重要组成部分。幅度调制反映到频域里就是把调制信号的频谱搬移到载频的左右两旁,而信号的频谱结构不变;反映到时域里则是用一个高频余弦函数去乘调制信号,所以必须使用具有乘法功能的器件。单片的模拟集成乘法器MC1596由于技术性能高,价格低廉,使用方便,因而广泛用作调制、解调、混频和相位检测电路中。本文介绍了MC1596的内部结构,并在Multisim10仿真环境下对MC1596构成的振幅调制器进行了仿真测试分析。
1 MC1596内部结构及仿真构建
MC1596是以双差分电路为基础的四象限双平衡式模拟乘法器,用以实现两个模拟信号的相乘功能,是调幅电路的核心组成,但Multisim元器件库中没有这个元件,所以我们要创建一个MC1596的内部结构图,连接上输入/输出端符号后,通过编辑设置生成子电路,以便调用。其内部结构如图1所示:Q1和Q2组成第一对差分放大器,Q5是它的恒流源;Q3和Q4组成第二对差分放大器,Q6是它的恒流源,和Q5组成单差分放大器用以激励Q1~Q4。Q7和Q8组成的具有负反馈电阻的镜像恒流源,电阻Re1、Re2、Re3为负反馈电阻,用以扩展输入电压的线性动态范围。
其引脚8和10接输入电压,引脚1和4接另一个输入电压,引脚6和12输出电压。引脚14为负电源端。引脚2和3接电阻对差分放大器Q5、Q6产生电流负反馈,调节乘法器的信号增益,引脚5外接电阻,用来偏置电流以及镜像电流。
2 振幅调制器的仿真测试
用MC1596构成的乘法器电路如图2所示,12端接12V电源,14端接-8V电源,载波信号通过耦合电容C8接至10端,8端外面有Rt2、R12、C1、C3、R1组成的偏置电路,用来滤除加到载波端的直流分量及低频干扰。调制信号通过耦合电容C2加至1端,由R2~R5构成的偏置电路,用来调节加到4端直流分量的大小。输出信号从6端引出后经过后级缓冲器输出。
克拉泼振荡器实训报告
一、实训目的
1. 理解克拉泼振荡器的工作原理和电路结构;
2. 掌握克拉泼振荡器的频率调节方法;
3. 分析克拉泼振荡器的性能指标,如振荡频率、幅度、相位等;
4. 提高动手实践能力,培养团队协作精神。
二、实训内容
1. 克拉泼振荡器原理讲解;
2. 克拉泼振荡器电路搭建;
3. 克拉泼振荡器性能测试;
4. 克拉泼振荡器频率调节与稳定性分析。
三、实训过程
1. 克拉泼振荡器原理讲解
克拉泼振荡器(Clapp oscillator)是一种电容三点式振荡器的改进型线路。它由晶体管、电感、电容和电阻等元件组成。克拉泼振荡器具有频率稳定、电路结构简单等优点,广泛应用于各种电子电路中。
克拉泼振荡器的工作原理是利用晶体管的放大作用和电容、电感的储能特性,形成一个正反馈回路。当电路处于稳态时,反馈信号使晶体管输出信号增强,从而使电路产生振荡。
2. 克拉泼振荡器电路搭建
根据克拉泼振荡器的电路结构,搭建如下电路:
(1)晶体管:选用NPN型晶体管,如BC547;
(2)电感:选用固定电感器,如10μH;
(3)电容:选用可变电容C3,用于调节振荡频率;
(4)电阻:选用固定电阻R1、R2,用于设置晶体管的工作点;
(5)其他元件:连接线、电源等。 搭建好电路后,进行调试,确保电路工作正常。
3. 克拉泼振荡器性能测试
(1)测量振荡频率:通过测量输出信号的频率,判断克拉泼振荡器的工作频率是否符合设计要求;
(2)测量幅度:通过测量输出信号的幅度,判断晶体管的放大作用是否正常;
(3)测量相位:通过测量输出信号的相位,判断电路的正反馈作用是否良好。
4. 克拉泼振荡器频率调节与稳定性分析
(1)频率调节:通过调节可变电容C3,观察振荡频率的变化,分析C3对振荡频率的影响;
(2)稳定性分析:观察电路在不同负载、温度等条件下的振荡情况,分析克拉泼振荡器的稳定性。
四、实训结果与分析
1. 克拉泼振荡器工作正常,振荡频率稳定,符合设计要求;
振荡电路仿真实验
实验四 振荡电路仿真实验
一、 实验目的 (1) 进一步熟悉multisim10软件的使用方法。
(2) 掌握用multisim10软件进行RC正弦波振荡电路仿真实验。
(3) 了解RC正弦波振荡器的两个组成部分。
(4) 了解正弦波振荡器的两个振荡条件。
(5) 掌握桥式RC正弦波振荡器的调试和振荡频率的测量。
二、 实验内容及步骤:
RC正弦波振荡器电路仿真实验
1 组建仿真电路
图1 RC振荡仿真电路
2虚拟仿真
(1) 开机仿真开关,观察示波器屏幕上的输出波形,是否能看到振荡正弦波形,如果不能,为什么?
答:不能观察到振荡正弦波形。因为该电路的起振条件:
𝐀𝐮=𝐔𝐨𝐮𝐩=𝟏+𝐑𝐟𝐑𝟓≥𝟑 𝐑𝐟≥𝟐𝐑𝟓
𝐑𝐟的取值要略大于𝟐𝐑𝟓。在该电路中𝐑𝐟=𝐑𝟐+𝐫𝐝∥𝐑𝟑≥𝟐𝐑𝟓
即20𝛘+𝟒.𝟕≥𝟐𝟎 得𝛘≥𝟎.𝟕𝟔=𝟕𝟔%
所以当电位器𝐑𝟐的比例大于76%时才能看到振荡正弦波形。
(2) 按键盘上的“A”键,逐渐增大电位器R2的百分比,增大到80%时,观察起振曲线。思考为什么振荡波形逐渐增大。
答:因为电位器的百分比增大到80%时,满足RC正弦波振荡器振荡条件,
电路输出开始起振,经过正反馈不断加强,使振荡波形逐渐增大。
(3) 继续增大电位器的百分比,观察振荡波形幅度变化情况。电位器百分比达
到92%以上时,RC振荡电路达到最大且不失真。
答:RC振荡电路达到最大且不失真时波形如如图所示:
(4) 继续增大电位器百分比,观察震荡波形的失真情况。
答:当电位器的百分比大于等于93%时,震荡波形开始失真,并且随着百
分比的增大,失真越明显。
(5) RC振荡电路幅度达到最大且不失真时,利用读数指针测量最大正弦波幅值,并根据此时的电位器的百分比算出电位器R2
的值,看是否与理论上的RC电路振荡条件相符。
答:电位器百分比为92%为最大不是真波形。
multisim10电子仿真教案设计
word
1 / 74 课题 Multisim简介 课时 1-2
教学目的 了解Multisim的背景与功能
重点难点 了解Multisim的功能
教学媒体 多媒体网络教室 课件 教学方法 讲授式
教 学 过 程
导入:
Multisim是美国国家仪器〔NI〕某某推出的以Windows为根底的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
新授:
一、Multisim开展
1、Multisim开展简介
加拿大EWB 〔Electrical Workbench〕
EWB4.0
EWB5.0
EWB6.0
Multisim2001
Multisim 7
Multisim 8
美国国家仪器〔NI〕某某
Multisim 9
Multisim 10
Multisim 11
2、EDA在兴旺国家的应用状况
EDA〔Electronic Design Automation〕技术已经在电子设计领域得到广泛应用。目前已经根本上不存在电子产品的手工设计。一台电子产品的设计过程,从概念确实立,到包括电路原理、PCB版图、单片机程序、机内结构、FPGA的构建与仿真、外观界面、热稳定分析、电磁兼容分析在内的物理级设计,再到PCB钻孔图、自动贴片、焊膏漏印、元器件清单、总装配图等生产所需资word
2 / 74 料等等全部在计算机上完成。
EDA技术借助计算机存储量大、运行速度快的特点,可对设计方案进展人工难以完成的模拟评估、设计检验、设计优化和数据处理等工作。
EDA已经成为集成电路、印制电路板、电子整机系统设计的主要技术手段。美国国家仪器公司〔NI〕的Multisim 9软件就是这方面很好的一个工具。而且计算机仿真 (Multisim 9)与虚拟仪器技术〔LABVIEW 8〕可以很好的解决理论教学与实际动手实验相脱节的这一老大难问题。美国NI公司提出的理念:“把实验室装进PC机中〞 ,“软件就是仪器〞。
高频课设报告-采用Multisim仿真软件对高频正弦波振荡器设计
第 1 页 共 106 页 高频课设报告-采用Multisim仿真软件对高频正弦波振荡器设计
洛阳理工学院计算机与信息工程系20XX届通信工程专业课程设计报告
计算机与信息工程系
《高频电子线路》
课程设计报告
专业
通
信
工
程
班级
xxxxxxx
学号
xxxxxxxxx
姓名
xxxxxxxx
完成日期
20XX年12月26日 第 2 页 共 106 页 指导教师
xxxxxx
评语:
成绩:
批阅教师签名:
批阅时间:
第一章
高频正弦波振荡器
1.1任务和设计要求:
1.1.1
设计内容
在本次课程设计中采用了Multisim仿真软对高频正弦波振荡器进行设计及绘制,并模拟仿真。从理论上对电路进行了分析。选择合适的预案器,设计出满足要求的高频正弦波振荡器。
1.1.2设计要求
设计一个高频正弦波振荡器,要求振荡频率为5MHz,相对准确对≤2‰。
1.2高频正弦波振荡器工作原理及系统框图
由LC谐振回路作反馈电路的反馈型正弦波振荡器。其放大电路主要由晶体管或电子管构成,自振频率基本上决定于谐振回路的电感L和电容C,振荡幅度主要受制于有源电子器的非线性和电源电压的幅度。 第 3 页 共 106 页 LC振荡器因谐振回路具有很高的选择性,即使放大器工作在非线性区,振荡电压仍非常接近正弦形。但因它的谐振元LC之值限于体积不宜过大,振荡频率不宜太低,一般为几百千赫到几百兆赫。频率稳定度墹f/f一般为10-2~10-4
量级,略优于RC
振荡器,但比石英晶体振荡器要低几个数量级。谐振元L或C的数值调节方便,可借以改变振荡频率,因而为广播、通信、电子仪器等电子设备所广泛采用。
LC振荡器依L、C在电路中的接法不同而有调集振荡器、哈特莱振荡器、科皮兹振荡器等主要类型。正弦波振荡器的工作原理图如下:
图1系统原理框图
1.3系统电路设计
该高频正弦波振荡器是不需要输入信号控制就能自动地将直流电转换为特定频率和振幅的正弦交变电压(电流)的电路。它由四部分组成:放大电路,选频网络,反馈网络和稳幅电路。常用的正弦波振荡器有电容反馈振荡器和电感反馈振荡器两种。后者输出功率小,频率较低;而前者可以输出大功率,频率也较高。
基于Multisim10的矩形波信号发生器仿真与实现
基于Multisim10的矩形波信号发生器仿真与实现
基于Multisim 10的矩形波信号发生器仿真与实现
MulTIsim是InteracTIve Image Technologies (Electronics
Workbench)公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。
矩形波被广泛用于数字开关电路,两个二进制(2级)是从逻辑电路中产生。逻辑电路的同步操作,严格规定的时间间隔,使方波快速转换和定时参考信号适当时钟被使用。他们不在,造成电磁辐射脉冲电流,影响了闭路的结果,造成噪音和错误。公元准确和非常敏感的电路,如传感器,以避免这个问题,以此作为时序参考方波,而不是正弦波。
因为矩形波电压只有两种状态,不是高电平,就是低电平,所以电压比较器是它的重要组成部分;因为产生振荡,就是要求输出的两种状态自动地相互转换,所以电路中必须引入反馈;因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化,即产生周期性变化,所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。本文对矩形波信号发生器进行了电路设计及仿真及应用电路测试。
矩形波振荡电路设计矩形波发生器电路有多种方案,本设计以运算放大器为核心,由矩形波振荡电路、幅值调节电路两部分组成。电路设计方案和元器件选择的原则是:工作稳定可靠、结构简单合理、安装调试方便、性能参数达标。
矩形波振荡电路(又称多谐振荡器)由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。滞回比较器起开关作用,RC电路的作用是产生暂态过程。RC回路既是延迟环节,亦是反馈网络,通过RC充、放电过程实现输出状态的自动转换。在运放的输出端引入限流电阻和两个背靠背的稳压管就组成了如图1所示的双向限幅矩形波发生器。
图1中滞回比较器的阈值电压
假设接通电源时,电容C两端电压uc=O,输出电压uo=+Uz,则运放同相输入端电压up=+UT,二极管VD2导通,VD1截止,uo通过电阻R3和R6给电容C充电,忽略二极管的动态电阻,充电时间常数近似为(R3+R6)C,使运放反相输入端电压uN由0逐渐上升,在uN《up时,uo=+Uz保持不变。当uNup时,uo立即从+Uz跃变为-Uz,同时up
克拉泼振荡器电路
克拉泼振荡器电路
图4-10是克拉泼振荡器的实际电路和交流等效电路 。它是用电感L和可变电容C3(C3< 图 4-11 克拉泼振荡器电路 (a) 实际电路; (b) 交流等效电路 因此,C1过大,负载电阻RL将很小,放大器的增益就低,环路增益就小,可能导致振荡器停振。 振荡器的振荡频率和反馈系数分别为: 由上面分析可得: (1)由于电容C3远小于电容C1、C2,所以电容C1、C2对振荡器的振荡频率影响不大,因此可以通过调节C3调节振荡频率; (2)由于反馈回路的反馈系数仅由C1与C2的比值决定,所以调节振荡频率不会影响反馈系数; (3)由于晶体管的极间电容与C1、C2并联,因此极间电容的变化对振荡频率的影响很小; (4)由(4-37)可知,当通过调节C3调节振荡频率时,负载电阻RL将随之改变,导致放大器的增益变化,因此调节频率时有可能因环路增益不足而停振,故主要用于固定频率或窄带的场合。
基于Multisim的西勒振荡器设计
基于Multisim的西勒振荡器设计
[摘要]在工程技术的很多领域都要使用到高频信号源,本文主要基于Multisim仿真软件设计一款中心频率为3.579MHz的实用的高频信号源,其核心电路为西勒振荡器。
【关键词】信号源;高频;西勒振荡器;PCB
1、设计简介
本文主要是基于Multisim设计一款实用的高频信号发生器,该设备可产生3.579MHz稳定的正弦波以供使用,其核心电路为西勒振荡器,通过合理设置参数,最终达到设计要求。
2、电路设计
为了很好的完成项目,我按下述顺序完成电路原理设计工作。
2.1 原理概述
振荡器是用于产生一定频率和幅值信号的装置,它不需要外加输入信号的控制,就能自动地将直流电能转换为所需要的交流输出[1],本文主要讨论正弦波反馈式振荡器的设计与实现。
下面首先讨论反馈式振荡器的基本工作原理,其原理框图如图1所示,其中,输入信号为Vi,拉普拉斯变换为R(s),输出信号为V0。其拉普拉斯变换为C(s),放大器模块的系统传递函数为G(s),反馈网络的系统函数为H(s)。若在某一时刻,系统输入端有一个短暂的信号输入系统,系统将产生与之对应的输出,如果输出信号经过反馈网络后与输入信号振幅和相位相同。那么,即使短暂信号消失之后,系统输出端依然会有信号输出,即此时系统产生了自激振荡[2],使用数学表·达式可对上述文字进行进一步阐述:
其中A是放大网络的放大倍数,为放大网络的相移,为稳定振荡时的输入电压,为稳定振荡时的频率,这就是著名的“幅值稳定条件”和“相位稳定条件”。也就是说当系统发生幅度或相位的变化时,系统可以自动的调节,使系统重新稳定,这全部依赖三极管特殊的传输特性来实现。
所以要设计一个稳定的振荡器,则需要同时满足以上的所有条件。
2.2 参数选定
本文阐述西勒振荡器的设计方法,在这里我采用电容三点式接法构成主体电路,其原理图如图2所示。
2.2.1 静态工作点的设定
结合通用的集成电路设计标准,本设计选择5V直流电源作为电路工作电源,为了使三极管工作在线性状态,且输出正弦波峰值为2V左右,则可选定:
