压控振荡器的电路设计_EDA
《EDA 技术》课程设计报告
四、自动增益控制电路的设计和Multisim 仿真（9、10、11组）要求：1、反馈环节包括整流、滤波、比较电路。
2、工作频率为低频段，输入信号幅度0-50mV 。参见模电教材P586、P594五、数字式温度计的设计和Multisim 仿真(12、13组)要求：1、温度传感器采用热敏电阻PT100或PN 结。
2、采用A/D 转换芯片送数码管显示。
参见模电教材P382，A/D 及显示部分参见数电相关章节教材。六、电容测量电路的设计和Multisim 仿真（14、15组）要求：1、有量程控制。
2、只需输出与电容成正比的交流电压即可。参见模电教材P594
七、路灯控制电路的设计和Multisim 仿真（16）要求：1、控制系统具有迟滞功能以节省能量。2、采用光耦电路控制路灯。参见模电教材P476
压控振荡电路的设计
学生姓名：徐昌、吴天宇、汪小玲 指导教师： 许长安 所 在 系： 电子工程系 所学专业： 电子信息工程 年 级： 2012
2014 年 6 月
目录
一、设计任务与要求 (3)
二、元器件清单及简介 (3)
三、设计原理分析 (5)
四、设计中的问题及改进 (8)
五、总结 (9)
六、参考文献 (9)
压控振荡电路的设计
一、设计任务与要求
1.1课程设计的研究内容
本课题的主要研究内容是采用集成运算放大器设计压控振荡器的电路，并使用multisim仿真工具对其进行仿真。包括压控锯齿波发生器电路、压控矩形波发生器电路、压控三角波发生器电路、压控方波发生器电路。
设计中要掌握电子电路设计的基本方法包括设计步骤、设计公式、参数计算及电子元器件的选择，掌握multisim在电子电路设计中的应用。
1.2 压控振荡器设计要点
压控振荡器一般分为晶体压控振荡器和LC压控振荡器对于各种用途的晶体压控振荡和LC压控振荡，设计时应考虑的指标大体上可以分为以下几个方面：
1、用运算放大器构成以压控振荡电路（VCO）将模拟电压转换成频率。
2、对上述频率进行计数并显示（用两位数码管即可）。
3、模拟电压可以是直流源，也可以是锯齿波。
4、运算放大器构成的积分器和滞回比较器。
5、利用74ls160D芯片级联来连接两个数码管。
二、元器件清单及简介
2.1电路元器件的选择
表5-1 压控矩形波电路元器件选择
2.2压控振荡器部分元器件介绍
图2.1 multisim中电阻元器件
电阻，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“Ω”表示。有这样的定义：导体上加上一伏特电压时，产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。它的作用有限流，分流，分压。
图2.2 multisim中稳压二极管元器件
稳压二极管的作用，稳压二极管也称齐纳二极管或反向击穿二极管，在电路中起稳定电压作用。它
是利用二极管被反向击穿后，在一定反向电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点进行稳压的。
图2.3 multisim中二极管元器件
二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
图2.4 multisim中电容元器件
所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电，当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。
图2.5multisim中三端集成运算放大器元器件
运算放大器（常简称为“运放”）是具有很高放大倍数的电路单元。在实际电路中，通常结合反馈网络共同组成某种功能模块。运放是一个从功能的角度命名的电路单元，可以由分立的器件实现，也可以实现在半导体芯片当中。
三、设计原理分析
3.1 压控脉冲波发生器
脉冲波发生电路在测量、自动控制、通讯、无限电广播和遥控等技术技术领域有着广泛的应用，甚至在收音机、电视台和电子表等日常生活用品也离不开它。总之脉冲波发生电路广泛用于工业生产、科学实验和日常生活等各个领域中。
3.2 压控锯齿波发生器电路设计仿真
图3.1
此电路直流源输入的压控振荡电路，直流源经过积分器得到一个uo1的波形为锯齿波，然后锯齿波经过一个滞回比较器把锯齿波转变成脉冲波。积分器由电阻和电容以及运算放大器组成。滞回比较器由电阻和稳压二极管组成。滞回比较器可用于产生矩形波、三角波和锯齿波等各种非正弦波信号，也可用于波形交换电路。用于控制系统是，滞回比较器的优点是抗干扰能力强。当输入信号受干扰或噪声的影响而上下波动时，只要根据干扰或噪声电平适当调整滞回比较器两个门限电平UT+和UT-的值，就可以避免比较器的输出电压在高、低电平之间反复跳变。
当集成运放反向输入端和同向输入端的电位相等，即U+=U_时，输出端的状态将发生跳变。
其中U_=UI
最后把得到的脉冲波经过74ls160D两个芯片级联两个显示频率的数码管。在输出端利用示波器观察波形，电压表测量输出电压，频率计测量频率。仿真分析电路如图3.1所示。
图3.2 脉冲波仿真波形结果分析
此图为uo的波形图，是个小的矩形脉冲图此电路仿真图参照模拟电子技术P460也电路图，输出的uo1为锯齿波uo为矩形脉冲波，由于存在电阻阻值个其他因素的影响，脉冲不是太大，但是符合题目和老师的要求。
四、设计中的问题及改进
本次课程设计所设计的方案基本上能满足要求。波形基本上没有失真，测得的频率和理论值很接近，输出电压也在规定的范围内。该电路由一个滞回比较器和积分器组成。集成运放和电阻集成运放和电阻R4和R5组成滞回比较器，但该设计也有一定得问题，在计算时由于没有考虑二极管的导通电阻，因此计算的理论值和实际测得的数值会有一定的差距，而且还会因此产生一定的波形失真。由于二极管的导通电阴不可能为0，因此，选用不同的二极管会产生不同的结果，有时甚至会产生非常大的的偏差，波形严重失真。所以，在试验过程中要选择合适的二极管。使得因为二极管而产生的偏差尽量减小。试验之初用的是-3V的直流源，脉冲波形非常小，频率跳变太快，后来换成-9V的直流源后锯齿波和脉冲波即为uo1和uo的波形，逐渐与理论值接近，波形越来越清晰。
五、总结
在这次课程设计过程中，我也遇到了很多问题。比如在刚开始仿真时，矩形波发生电路画出来之后，仿真结果是输出波形是一条直线，频率计和电压表均没有示数。接下来，我就仔细地检查了一遍又一遍，最后终于在参考资料和同学的帮助下终于成功地仿真了结果。第二步，对上述频率进行计数显示时，我们总是没理解概念，选错了两次的器件，最后还是在老师的指导慢慢解决的。
这次课程设计让我学到了很多有用的东西，我不仅是巩固了先前学的模电的理论知识，而且也培养了我的动手操作能力，让我学到了很多电脑上的应用技巧，这是我以前很少接触的。更为重要的是这次课程设计开拓了我的视野，使我的创造性思维得到拓展。我感受到了知识的奥妙和学习的乐趣。此外，这也将对我以后踏上工作岗位也有一定得帮助。所以我希望今后类似这样的课程设计，类似这样的锻炼机会能更多些！
六、参考文献
[1]童诗白主编．模拟电子技术基础（第四版）．高等教育出版社， 2006
[2]阎石主编．数字电子技术基础（第五版）．高等教育出版社， 2006
[3]李良荣主编．EDA技术及实验．电子科技大学出版社，2008
安徽师范大学皖江学院课程设计成绩评定单
高频压控振荡器设计
前言 (1) 1高频压控振荡器设计原理压控振荡器 (2) 1.1工作原理 (2) 1.2变容二极管压控振荡器的基本工作原理 (2) 2高频压控振荡器电路设计 (4) 2.1设计的资料及设备 (4) 2.2变容二极管压控振荡器电路的设计思路 (4) 2.3变容二极管压控振荡器的电路设计 (4) 2.4实验电路的基本参数 (5) 2.5实验电路原理图 (6) 3高频压控振荡器电路的仿真 (7) 3.1M ULTISIM软件简介 (7) 3.2M ULTISIM界面介绍 (8) 3.2.1电路仿真图 (9) 3.2.2压控振荡器的主要技术指标 (9) 3.3典型点的频谱图 (9) 4高频压控振荡器电路实现与分析 (16) 4.1实验电路连接 (16) 4.2实验步骤 (16) 4.3实验注意事项 (18) 4.4硬件测试 (19) 5心得体会 (21) 参考文献 (22)
压控振荡器广泛应用于通信系统和其他电子系统中，在LC振荡器决定振荡器的LC 回路中，使用电压控制电容器（变容管），可以在一定的频率范围内构成电调谐振荡器。这种包含有压控元件作为频率控制器件的振荡器就称为压控振荡器。它广泛应用与频率调制器、锁相环路以及无线电发射机和接收机中。 压控振荡器是锁相环频率合成器的重要组成单元，在很大程度上决定了锁相环的性能。在多种射频工艺中，COMS工艺以高集成度、低成本得到广泛的应用。 压控振荡器（VCO）在无线系统和其他必须在一个范围的频率内进行调谐的通信系统中是十分常见的组成部分。许多厂商都提供VCO产品，他们的封装形式和性能水平也是多种多样。现代表面的贴装的射频集成电路（RFIC）VCO继承了近百来工程研究成果。在这段历史当中。VCO技术一直在不断地改进中，产品外形越来越小而相位噪声和调谐线性度越来越好。 对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄；RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。 压控振荡器可分为环路振荡器和LC振荡器。环路振荡器易于集成，但其相位噪声性能比LC振荡器差。为了使相位噪声满足通信标准的要求，这里对负阻RC压控振荡器进行了分析。
压控振荡器的设计与仿真.
目录 1 引言 (2) 2 振荡器的原理 (5) 2.1 振荡器的功能、分类与参数 (5) 2.2 起振条件 (9) 2.3 压控振荡器的数学模型 (10) 3 利用ADS仿真与分析 (11) 3.1 偏置电路的的设计 (12) 3.2 可变电容VC特性曲线测试 (13) 3.3 压控振荡器的设计 (15) 3.4 压控振荡器相位噪声分析 (18) 3.5 VCO振荡频率线性度分析 (23) 4 结论 (24) 致谢 (25) 参考文献 (25)
压控振荡器的设计与仿真 Advanced Design System客户端软件设计 电子信息工程（非师范类）专业 指导教师 摘要：ADS可以进行时域电路仿真，频域电路仿真以及数字信号处理仿真设计，并可对设计结果进行成品率分析与优化，大大提高了复杂电路的设计效率。本论文运用ADS仿真软件对压控振荡器进行仿真设计，设计出满足设计目标的系统，具有良好的输出功率，相位噪声性能及震荡频谱线性度。本论文从器件选型开始，通过ADS软件仿真完成了有源器件选型，带通滤波器选型，振荡器拓扑结构确定，可变电容VC特性曲线，瞬态仿真及谐波平衡仿真。实现了准确可行的射频压控振荡器的计算机辅助设计。关键字：压控振荡器，谐波平衡仿真，ADS 1 引言 振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色，具有广泛的用途。在无线电技术发展的初期，它就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热;某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制;电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。尤其在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。 人们对振荡器的研究未曾停止过。从早期的真空管时代当后期的晶体管时代，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
压控振荡器原理和应用说明
压控振荡器（VCO 一应用范围 用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。 二基本工作原理 利用变容管结电容Cj 随反向偏置电压VT 变化而变化的特点（VT=OV 时Cj 是最大值，一 般变容管VT 落在2V-8V 压间，Cj 呈线性变化，VT 在8-10V 则一般为非线性变化，如图1 所示，VT 在10-20V 时，非线性十分明显），结合低噪声振荡电路设计制作成为振荡器，当 改变变容管的控制电压，振荡器振荡频率随之改变，这样的振荡器称作压控振荡器（VCO 。 压控振荡器的调谐电压 VT 要针对所要求的产品类别及典型应用环境（例如用户提供调谐要 求，在锁相环使用中泵源提供的输出控制电压范围等 ）来选择或设计，不同的压控振荡器， 对调谐电压VT 有不同的要求，一般而言，对调谐线性有较高要求者， VT 选在1-10V ，对宽 频带调谐时，VT 则多选择1-20V 或1-24V 。图1为变容二极管的V — C 特性曲线。 图1变容二极管的V — C 特性曲线 三压控振荡器的基本参数 1工作频率：规定调谐电压范围内的频率范围称作工作频率，通常单位为“ MHZ 或 “GHz 。 2输出功率：在工作频段内输出功率标称值，用 Po 表示。通常单位为“ dBmW 。 3输出功率平稳度：指在输出振荡频率范围内，功率波动最大值，用△ P 表示，通常 单位为“ dBmW 。 4调谐灵敏度：定义为调谐电压每变化1V 时，引起振荡频率的变化量，用 MHz/ △ VT 表示，在线性区，灵敏度最咼，在非线性区灵敏度降低。 5谐波抑制：定义在测试频点，二次谐波抑制 =10Log （P 基波/P 谐波）（dBmw ）。 6推频系数：定义为供电电压每变化1V 时，引起的测试频点振荡频率的变化量，用 MHz/V 表 示。 7相位噪声：可以表述为，由于寄生寄相引起的杂散噪声频谱，在偏移主振 f0为fm 的带内，各杂散能量的总和按fin 平均值+15f0点频谱能量之比，单位为dBC/Hz 相位噪 声特点是频谱能量集中在f0附近，因此fm 越小，相噪测量值就越大，目前测量相噪选定 WV) 0 8 10
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 一、实验目的 1、了解和掌握LC 电容三点式振荡器电路组成和工作原理。 2、了解和掌握压控振荡器电路原理。 3、理解电路元件参数对性能指标的影响。 4、熟悉电路分析软件的使用。 二、实验准备 1、学习LC 电容三点式西勒振荡器电路组成和工作原理。 2、学习压控振荡器的工作原理。 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。 三、设计要求及主要指标 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。 2、实现电压控制振荡器频率变化。 3、分析静态工作点，振荡回路各参数影响，变容二极管参数。 4、振荡频率范围：50MHz~70MHz，控制电压范围3~10V。 5、三极管选用MPSH10（特征频率最小为650MHz，最大IC 电流50mA，可 满足频率范围要求），直流电压源12V，变容二极管选用MV209。 四、设计步骤 1、整体电路的设计框图
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，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 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。 2、LC 振荡器设计 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：
基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计
分类号 密级 基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计 所在学院机械与电气工程学院 专业电气工程及其自动化 班级 姓名 学号 指导老师 年月日 诚信承诺
我谨在此承诺：本人所写的毕业论文《基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计》均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承诺人（签名）： 年月日
摘要 Multisim是美国国家仪器有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于初级的模拟及数字电路板的设计工作，Multisim不仅具有丰富的仿真分析能力，而且还包含了电路原理图的图形输入及电路硬件描述语言的输入方式。有了Multisim软件就相当于有了一个电子实验室，可以非常方便的从事各种电路设计及仿真分析工作。 随着无线通信技术的快速发展，使得市场对压控振荡电路产生了巨大的需求。压控振荡器是通过调节可变电阻或电容可以改变波形的振荡频率，一般是通过人工来调节的。而在自动控制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，要求输出波形的振荡频率与控制电压成正比。这种电路称为压控振荡器。 本次设计的内容是基于Multisim11的压控振荡电路仿真设计，阐述了压控振荡器的电路原理以及组成结构。本次设计是采用集成运算放大器741芯片组成的滞回电压比较器和反向积分电路，利用二极管1N4148相当于电子开关的功能，控制电容的充放电时间，构成的压控振荡电路，从而实现输入电压对输出频率变化的控制。只要改变输入端的电压，就可以改变输出端的输出频率。并在电路设计与仿真平台Multisim11仿真环境中创建集成压控振荡器电路模块，进而使用Multisim仿真工具对其进行仿真从而达到设计的目的和要求。 关键词：Multisim，压控振荡器，1N4148
变容二极管压控振荡器课程设计
课程设计说明书（论文） 变容二极管压控振荡器 摘要 振荡器是一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号能量的转换电路。根据所产生的波形的不同，可将振荡器分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。压控振荡器（VCO）是利用电抗元件的等效电抗值能随外加电压变化特点，将其接入正弦振荡器中，使振荡频率随外加控制电压而变化，VCO在频率调制，频率合成，锁相环电路，电视解调器，频谱分析仪等方面有广发应用。变容二极管振荡器是利用变容二极管制成的VCO。 本课题主要是运用变容二极管PN结电容随外加电压变化而变化制成的VCO。关键词：压控，变容二极管，调频
课程设计说明书（论文） 目录 1 课题描述 (3) 2 设计原理 (3) 3 设计过程 (4) 3.1压控振荡器介绍 (4) 3.2设计内容 (5) 3.3设计步骤 (6) 4 设计结果及分析 (8) 总结 (9) 参考文献 (10)
课程设计说明书（论文） 1课题描述 在电子设备中，压控振荡器的应用极为广泛，如彩色电视接收机高频头中的本机振荡电路、各种自动频率控制(AFC)系统中的振荡电路、锁相环路(PLL)中所用的振荡电路等均为压控振荡器以及用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。振荡器输出的波形有正弦型的，也有方波型的。 本课题主要是运用变容二极管PN结电容随外加电压变化而变化制成的VCO。 2 设计原理 利用变容管结电容j C随反向偏置电压VT变化而变化的特点(VT=0V时j C是最大值，一般变容管VT落在2V-8V压间，j C呈线性变化，VT在8-10V则一般为非线性变化，如图1所示，VT在10-20V时，非线性十分明显），结合低噪声振荡电路设计制作成为振荡器，当改变变容管的控制电压，振荡器振荡频率随之改变，这样的振荡器称作压控振荡器（VCO）。压控振荡器的调谐电压VT要针对所要求的产品类别及典型应用环境(例如用户提供调谐要求，在锁相环使用中泵源提供的输出控制电压范围等)来选择或设计，不同的压控振荡器，对调谐电压VT 有不同的要求，一般而言，对调谐线性有较高要求者，VT选在1-10V，对宽频带调谐时，VT则多选择1-20V或1-24V。图1为变容二极管的V－C特性曲线。 (V) T 图2.1变容二极管的V－C特性曲线
高频压控振荡器开题报告
压控高频LC振荡器的设计 ————开题报告 学生：x x x，物理与信息工程学院 指导老师：x x x x x x 一．课题来源 正弦波振荡器在无线电技术领域应用十分广泛，在电子测量中，正弦波信号必不可少的基准信号源。正弦波振荡器主要有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，正弦波振荡器可分为有LC振荡器、RC振荡器、石英晶体振荡器等。本论文主要讲述了高频高精度的LC正弦波振荡器的产生。介绍了该振荡器的基本工作原理、设计电路、性能和测试指标等。此外，还具体说明了电路设计的制作过程和元器件的检测、安装、焊接、调试等过程。阐述了技术指标要求测试方法和数据记录。并对实测数据进行了分析和总结。目前压控振荡器被广泛应用与通信系统电路中，例如锁相环、频率综合器以及时钟产生和时钟恢复电路。而且VCO压控LC器在现实通信领域也有很广泛的应用，其性能优于环形振荡器。振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色，具有广泛的用途。在无线电技术发展的初期，它就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热;某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制;电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。尤其在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO几乎与电流源和运放具有同等重要地位。在这次的论文选题中有软件方面的也有硬件方面的，而我本人对硬件比较感兴趣，且压控振荡器是硬件中比较核心的部分，因此我选择了《压控高频LC振荡器的设计》这样一个课题。
压控LC振荡器
2003年全国大学生电子设计大赛 设计报告 设计者：李永彬王萍宋均雷 赛前辅导老师：姚福安万鹏 单位：山东大学控制科学与工程学院 邮编：250061 A题电压控制LC正弦波振荡器 摘要 本系统由LC振荡电路、高频放大电路、采样保持电路、三位半电压显示模块、CPLD控制模块及四位LED显示模块等构成。本设计的特色在于应用变容二极管实现了压控变频及应用可编程逻辑器件实现了频率测量。 Abstract This system includes LC frequency generator, the sampling-holding circuit, controlled by the CPLD. This can realize that the function that change the frequency step by step. To display the outcome, the model applied in. 1. 方案论证及实现 根据压控LC震荡器题目的要求，提出以下两种方案：
1.方案一：变压器反馈式LC振荡器 变压器反馈式LC震荡电路要使用变压器，其体积和重量都比较大。而且，变压器的铁芯容易产生电磁干扰。 2.方案二：电感三点式振荡电路 电感三点式振荡电路电路反馈电压取自电感，而电感对高次谐波的阻抗较大，不能将高次谐波滤掉，因此输出波形中含有较多的高次谐波分量，波形较差，而且频率稳定度不高 3.方案三：电容三点式震荡电路 电容三点式振荡器的电路反馈电压取自电容，其对高次谐波的阻抗较较小，因此反馈电压中的高次谐波分量较小，波形较好。为达到题目要求实现压控，可采用变容二极管组成电容三点式振荡器。由于制版条件有限，不可能有效克服分布参数干扰的影响，但此方案仍为实现题目
LC压控振荡器课程设计(含程序)
LC压控振荡器课程设计（含程序）武汉理工大学《学科基础课群课设》 摘要 本设计是一个功能完善,性能优良的高频VCO(Voltage Control Oscillation)。主 振器由分立元件组成。电压对频率的控制是通过变容二极管来实现的。即通过改变变容 二极管的反向压降，从而改变变容二极管的结电容，继而改变振荡频率。系统的输出频 ,3率范围为10MHz—40MHz。频率稳定度在以上。设计以单片机为控制核心，实现频10 率和电压值的实时测量及显示并控制频率步进，步进有粗调和细调的功能。粗调可实现 较大步进值调节，是调可实现较小步进值调节。该功能使得频率的准确定位十分方便。 本电路在调频部分为提高输出频率精度，采用单片机控制主振器参数，根据产生不同的 频率范围控制不同的主振器参数而达到提高精度和稳定度的目的。为了高频信号的良好 传输，本设计的部分电路板采用了人工刻板使得本设计更加特色鲜明，性能优良。 关键字:VCO 单片机变容二极管 ADC0804 Abstract
This design is a high frequency VCO with comprehensive and perfect function. The main vibrator is made up of several separable components. Voltage control on the frequency is realized by way of varicap diode. That, changing the reverse voltage of diode can adjust the frequency. The frequency of the apparatus can output from 10MHz to 40MHz, and its I 武汉理工大学《学科基础课群课设》 ,3frequency stability can reach .This design uses a single-chip as control core to measure 10 and display the frequency and voltage and regulate frequency. The frequency adjustment includes two procedures -approximate adjusting and slight adjusting, The slight adjusting can realize the precise frequency output. In order to change the precision of frequency to output, the circuit control the main vibrator with a single-chip. In order go gain what we to. we can change the different parameters of the main vibrator. In addition, Some part of the design wield arterial pattern plate. It nape the circuit mare perfect. Key words: VCO MCU DIODE ADC0804 目录 1. 系统设计 (1) 1.1 设计要求 (1)
高频电路实验七(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。 ) (8 5 8Hz 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。因5脚电压随调制信号变化，故电路的振荡频率也随调制信号变化，从而实现调频。 五、实验内容 1.按图接线，观察R 、C1对频率的影响（其中R=R3+RP1）。 ①将C1接入566管脚⑦，Rp2及C2接至566管脚⑤；接通电源（±5V ）。 ②调Rp2使V5=3.5V ，将频率计接至566管脚③，改变RP1观察方波输出信号频率，记录当R 为最大和最小值时的输出频率。当R 分别为Rmax 和Rmin 及C1=2200时，计算这二种情况下的频率，并与实际测量值进行比较。用双踪示波器观察并记录R=Rmin 时方波及三角波的输出波形。 当R 最小时，测量值= 理论值=)(85 8max Hz V C R V V f ??-= 当R 最大时，测量值= 理论值=85min 8 V V f R C V -==?? 2.观察输入电压对输出频率的影响 直流电压控制：先调RP1至最大，然后改变RP2调整输入电压，测当V5在2.2V~4.2V 变化时输出频率f 的变化，V5按0.2V 递增。将测得的结果填入表7.1。 表7-1 压控振荡器的直流控制特性 六、实验报告的要求： 1.阐述566（VCO 的单片集成电路）的调频原理。 2.整理实验结果，画出波形图，说明调频概念。 3.根据实验，说明接在566管脚6上R 的作用，计算当R 最大、最小时566的频率，并与实验结果进行比较。 图7-2 NE566构成的调频电路 +5V 方波输出三角波输出
压控LC振荡器
目录 1 引言 (2) 1.1 振荡器简介 (2) 1.2 系统设计的目的 (2) 1.3 系统设计的意义 (2) 2 系统设计要求和设计方案 (3) 2.1设计任务及基本要求 (3) 2.1.1 任务 (4) 2.1.2 基本要求 (4) 2.2 总体设计思路 (4) 2.3 基本模块的论证与选择 (4) 2.3.1 电压控制LC振荡器模块 (5) 2.3.1.1互感耦合振荡器 (5) 2.3.1.2 电感反馈三端式振荡电路 (5) 2.3.1.3 电容反馈三端式振荡电路 (5) 2.3.1.4 集成电路振荡器 (6) 2.3.2 LC控制信号的实现 (8) 2.3.3 稳幅电路的选择 (9) 2.3.4频率控制方式的设计与选择 (9) 2.3.5功率放大器 (10) 2.3.6 系统组成构图 (10) 3 单元电路的设计 (11) 3.1压控振荡器和稳幅电路的设计 (11) 3.2锁相环式频率合成器的设计 (12) 3.3 峰值检测电路 (16) 3.3 系统软件的设计 (18) 4 测试方法及结果分析 (20) 4.1 测试仪器 (20) 4.2 测试方法 (20) 4.3 结果分析 (20) 5 总结 (21) 6 参考文献 (21)
电压控制LC振荡器 1 引言 1.1 振荡器简介 振荡器简单地说就是一个频率源，一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”，其涵义就暗指交流，振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化，这样的装置就可以称为“振荡器”。 压控振荡器（VCO）的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄；RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。 振荡器广泛应用于各行各业中，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热；某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制；电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等电路中更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO压控振荡器几乎与电流源电路和运放电路具有同等重要的地位。 1.2 系统设计的目的 了解、分析振荡器设计的基本设计和发展方向，掌握压控LC振荡电路的主要技术指标，电路结构，工作原理。 1.3 系统设计的意义 随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色，
压控振荡器
压控振荡器 指输出频率与输?入控制电压有对应关系的振荡电路(VCO)，频率是输?入信号电压的函数的振荡器VCO，振荡器的?工作状态或振荡回路的元件参数受输?入控制电压的控制，就可构成?一个压控振荡器。 voltage-controlled oscillator LC压控振荡器、RC压控振荡器 1. 简介 压控振荡器的控制特性 其特性?用输出?角频率ω0与输?入控制电压uc之间的关系曲线(图1)来表?示。图中,uc为零时的?角频率ω0,0称为?自由振荡?角频率；曲线在ω0,0处的斜率K0称为控制灵敏度。在通信或测量仪器中，输?入控制电压是欲传输或欲测量的信号（调制信号）。?人们通常把压控振荡器称为调频器，?用以产?生调频信号。在?自动频率控制环路和锁相环环路中，输?入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的?一个受控部件。 压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好、控制灵敏度?高、调频范围宽、频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度?高，但调频范围窄；RC压控振荡器的频率稳定度低?而调频范围宽，LC压控振荡器居?二者之间。 LC压控型 在任何?一种LC振荡器中，将压控可变电抗元件插?入振荡回路就可形成LC压控振荡器。早期的压控可变电抗元件是电抗管，后来?大都使?用变容?二极管。图 2是克拉泼型LC压控振荡器的原理电路。图中，T为晶体管，L为回路电感，C1、C2、Cv为回路电容,Cv为变容?二极管反向偏置时呈现出的容量;C1、C2通常?比Cv ?大得多。当输?入控制电压uc改变时，Cv随之变化，因?而改变振荡频率。这种压控振荡器的输出频率与输?入控制电压之间的关系为 VCO输出频率与控制电压关系 式中C0是零反向偏压时变容?二极管的电容量；φ是变容?二极管的结电压；γ是结电容变化指数。为了得到线性控制特性，可以采取各种补偿措施。 RC压控振荡器 在单?片集成电路中常?用RC压控多谐振荡器（?见调频器）。
高频压控振荡器设计
目录 前言 .............................................................................................................. 错误!未定义书签。1高频压控振荡器设计原理压控振荡器 ................................................. 错误!未定义书签。 1.1工作原理 ............................................................................................. 错误!未定义书签。 1.2变容二极管压控振荡器的基本工作原理 ......................................... 错误!未定义书签。2高频压控振荡器电路设计 ..................................................................... 错误!未定义书签。 2.1设计的资料及设备 ............................................................................. 错误!未定义书签。 2.2变容二极管压控振荡器电路的设计思路 ......................................... 错误!未定义书签。 2.3变容二极管压控振荡器的电路设计 ................................................. 错误!未定义书签。 2.4实验电路的基本参数 ......................................................................... 错误!未定义书签。 2.5实验电路原理图 ................................................................................. 错误!未定义书签。3高频压控振荡器电路的仿真 ................................................................. 错误!未定义书签。 3.1M ULTISIM软件简介 ............................................................................. 错误!未定义书签。 3.2M ULTISIM界面介绍 ............................................................................. 错误!未定义书签。 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 ................................................................................................................ 错误!未定义书签。 3.3典型点的频谱图 ................................................................................. 错误!未定义书签。4高频压控振荡器电路实现与分析......................................................... 错误!未定义书签。 4.1实验电路连接 ..................................................................................... 错误!未定义书签。 4.2实验步骤 ............................................................................................. 错误!未定义书签。 4.3实验注意事项 ..................................................................................... 错误!未定义书签。 4.4硬件测试 ............................................................................................. 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。
2.4G压控振荡器的原理
压控振荡器 一、实验目的 1．掌握压控振荡器工作原理及各项性能指标的意义。 2．掌握压控振荡器的测量方法，特别是频率/电压特性的测量及频率/电压斜率计算。 3．学习压控振荡器设计，熟悉其电路结构。 4．掌握微波频谱仪及频率扩展器的使用。 二、实验原理 压控振荡器模块在RZ 9905-R 微波接收实验系统箱内，电路如图3-1所示，它由12T T 、两只晶体三极管及变容二极管3T 等电路组成，13T T 、及周围电路组成频率可变的电容反馈三点式振荡器（又称考必兹振荡器），其等效电路如图3-2所示。回路电容ec eb C C 、为晶 图3-1 压控振荡器图 体管极间电容，13b L C T 、、串联后构成回路电感。b L 为晶体管基极引线电感，约为10nH 。变容二极管3T 的作用是，当外加控制电压经电阻1R 加到它上面，变容管3T 的等效电容随外加电压变化而攺变，因此图3—2所示电路中振荡回路的自然谐振频率随之改变。从而，当外加控制电压变化时，能攺变压控振荡器的振荡频率。该压控振荡器的频率约为 2.2-2.5GHz ，由于振荡频率高，晶体管的极间电容、引线电感等参数对振荡频率及工作状态都有很大影响，因此，微波模块对元件、布线、工艺、焊接等的要求非常高。
图3-2 压控振荡器等效电路 图3-1中，2T 及周围电路为压控振荡器的放大输出级。567R R R 、、构成 型衰减器，它使压控振荡器和放大输出级隔离，有利于提高压控振荡器的频率稳定度。12345L L L L L 、、、、为高频扼流圈，它们的作用是为两晶体三极管各极提供合适的直流电压。本模块供电电压为12伏，压控振荡信号从6C 输出，其电平约为0dbm 。为了在线测量，压控振荡信号经衰减器送至压控振荡器输出测量接头，电平约为-10dbm 。 三、实验仪器 1. 压控振荡器模块 2．AT5011频谱仪 3 AT5000F2频率扩展器 四、实验内容 1. 观察压控振荡器输出信号频谱； 2. 测量压控振荡器输出频率可调范围； 3. 测量压控振荡器的输出频率为2.4GHz 时信号功率和对应的压控电压； 4. 测量压控振荡器输出频率/电压、功率/电压控制特性； 5．观察压控振荡器结构。
压控振荡器的电路设计_EDA
《EDA 技术》课程设计报告 四、自动增益控制电路的设计和Multisim 仿真（9、10、11组）要求：1、反馈环节包括整流、滤波、比较电路。 2、工作频率为低频段，输入信号幅度0-50mV 。参见模电教材P586、P594五、数字式温度计的设计和Multisim 仿真(12、13组)要求：1、温度传感器采用热敏电阻PT100或PN 结。 2、采用A/D 转换芯片送数码管显示。 参见模电教材P382，A/D 及显示部分参见数电相关章节教材。六、电容测量电路的设计和Multisim 仿真（14、15组）要求：1、有量程控制。 2、只需输出与电容成正比的交流电压即可。参见模电教材P594 七、路灯控制电路的设计和Multisim 仿真（16）要求：1、控制系统具有迟滞功能以节省能量。2、采用光耦电路控制路灯。参见模电教材P476 压控振荡电路的设计 学生姓名：徐昌、吴天宇、汪小玲 指导教师： 许长安 所 在 系： 电子工程系 所学专业： 电子信息工程 年 级： 2012 2014 年 6 月
目录 一、设计任务与要求 (3) 二、元器件清单及简介 (3) 三、设计原理分析 (5) 四、设计中的问题及改进 (8) 五、总结 (9) 六、参考文献 (9)
压控振荡电路的设计 一、设计任务与要求 1.1课程设计的研究内容 本课题的主要研究内容是采用集成运算放大器设计压控振荡器的电路，并使用multisim仿真工具对其进行仿真。包括压控锯齿波发生器电路、压控矩形波发生器电路、压控三角波发生器电路、压控方波发生器电路。 设计中要掌握电子电路设计的基本方法包括设计步骤、设计公式、参数计算及电子元器件的选择，掌握multisim在电子电路设计中的应用。 1.2 压控振荡器设计要点 压控振荡器一般分为晶体压控振荡器和LC压控振荡器对于各种用途的晶体压控振荡和LC压控振荡，设计时应考虑的指标大体上可以分为以下几个方面： 1、用运算放大器构成以压控振荡电路（VCO）将模拟电压转换成频率。 2、对上述频率进行计数并显示（用两位数码管即可）。 3、模拟电压可以是直流源，也可以是锯齿波。 4、运算放大器构成的积分器和滞回比较器。 5、利用74ls160D芯片级联来连接两个数码管。 二、元器件清单及简介 2.1电路元器件的选择 表5-1 压控矩形波电路元器件选择
压控振荡器及FSK调制
压控振荡器及FSK 调制 摘要： 本系统基本架构采用西勒振荡电路，通过变容二极管实现振荡器输出频率的电压控制。并以频率为600HZ 的方波信号为调制信号，实现FSK 调制。 一、方案论证与比较 压控振荡器： 方案一克拉泼电路 此方案产生的信号频率稳定度好，振荡器振荡幅度随频率增加而下降，即在波段范围内输出信号的幅度是不平稳的，所以，克拉泼振荡器只能用作固定频率振荡器或者波段覆盖系数较小的可变频率振荡器，一般克拉泼振荡器的波段覆盖系数是1.2~1.3，并且不容易起振。 方案二西勒振荡电路 西勒振荡器易于起振，振荡幅度随频率增加而增加，使在波段范围内的输出电压幅度比较平稳，其覆盖系数较大，可大1.6~1.8。西勒振荡器频稳度好，振荡频率也可以较高，起振也比较容易。 结合本题目要求考虑： 本题要求产生30~40MHz 的信号，频率较高、范围较宽且有较高的频稳度要求。因此我们选择了西勒振荡电路， 功率放大器： 方案一：甲类功放。 甲类功放所面临的便是效率低下的问题。只是，没有交越失真以及电路结构的简单确实很实用。 方案二：乙类功放 乙类功放相对于甲类功放而言效率得到大幅度的提升，但是交越失真却不是我们所想要的，并且，电路结构也相对复杂。 结合本题目考虑： 要求的输出功率要求大于1.5dBm ，约为1.42mW 。而负载为50Ω电阻，可计算出输出电压峰峰值为0.75V ，因此使用乙类功放电路，就可达到该功率值。 方波发生器： 方案一运算放大器组成的方波发生器 运放构成的波形发生器简单易于搭建，并且频率、幅度调节很容易，只是转换速率或许显得并不是那么的快，要产生稳定频率的波比较困难，电路也相对复杂。 方案二555定时器产生方波 通过555定时器产生方波，首先是电路较运放电路而言更简单，只需要电阻与电容即可。此外，更重要的是555定时器产生的方波频率精确稳定，而且成本同样比较低廉。 结合本题目考虑： 本题中对方波的频率稳定度要求相对较高，综合考虑成本等因素，我们选择了方案二 二、理论分析及参数计算 （一）西勒振荡器分析与计算 西勒振荡器是一种改进型的电容三点式振荡器，其主要特点就是在回路电感上并联了一个可变电容x C ，而0C 为固定值，因此可使回路总电容为：0x C C C =+。所以正当频率为
压控振荡器
摘要 压控振荡器作为无线收发机的重要模块，它不仅为收发机提供稳定的本振信号，还可以倍频产生整个电路所需的时钟信号。它的相位噪声、调节范围、调节灵敏度对无线收发机的性能有很大影响。 文章首先介绍了振荡器的两种基本理论:负反馈理论和负阻振荡理论。分别从起振、平衡、稳定三个方面讨论了振荡器工作所要满足的条件，并对这些条件以公式的形式加以描述。 接着介绍了两种类型的压控振荡器:环形振荡器和LC振荡器。对这两种振荡器的结构、噪声性能和电源的敏感性方面做出了分析和比较，通过分析可以看出LC压控振荡器更加适合于应用在射频领域。紧接着介绍了CMOS工艺可变电容和电感的物理模型，以及从时变和非时变两个方面对相位噪声进行了分析。 最后本文采用csm25Rf工艺并使用Cadence SpectreRF仿真器进行仿真分析，设计了一个COMS LC压控振荡器，频率变化范围为2.34GHz-2.49GHz，振荡的中心频2.4GHz，输出振幅为 480mV，相噪声为100kHz 频率偏移下-91.44dBc/Hz ，1MHz频率偏移下-116.7dBc/Hz， 2.5V电源电压下功耗为18mW。 关键词：LC压控振荡器；片上螺旋电感；可变电容；相位噪声，调谐范围。
ABSTRACT V oltage-control-oscillator is the crucial components of wireless transceiver , it provides local signal and clock for the whole circuit, its performance parameter, such as: phase noise, tuning range, power consumption, have great effect on wireless transceivers. Firstly, two oscillator theorems: negative-feedback theorem and negative-resistance theorem , are presented and the conditions of startup, equilibrium, stabilization required for oscillator are discussed respectively. Secondly , we introduce two types of VCO : ring VCO and LC VCO ,and made a comparison between them , it is obvious that LC VCO are suit for RF application. The physical model for MOS varactor and planar spiral inductor are present. At last, a COMS LC VCO with csm25rf technology is presented , the VCO operates at 2.34GHz to 2.49 GHz, and its oscillation frequency is 2.4GHz. The amplitude is 480 mV. The phase noise at 100 kHz offset is –91.48dBc/Hz, and -116.7dBc/Hz at 1MHz. The power consumption of the core is 18mW with 2.5V power supply. Key Words：LC VCO；on-chip spiral inductor；MOS-varactor；phase noise；turning range.