LC调频振荡器说明书
第1章 方案设计1.1 设计任务书1.1.1 课程设计的目的1、通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《高频电子线路》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力。
2、掌握电子电路分析和设计的基本方法。
根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。
3、学会自己分析解决问题的方法，对设计中遇到的问题，能通过独立思考、查询工具书和参考文献来寻找解决方案，掌握电路测试的一般规律；能通过观察、判断、实验、再判断的基本方法解决实验中出现的一般故障。
4、掌握普通电子电路的生产流程及安装、布线、焊接等基本技能。
5、巩固常用电子仪器的正确使用方法，掌握常用电子器件的测试技能。
培养一定的自学能力、独立分析问题的能力和解决问题的能力。
6、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观，能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的评价。
1.1.2 课程设计基本要求设计一个LC 调频振荡器，主要技术指标为：（1）主振频率o f =10Z MH ；（2）频率稳定度小时/105/30-⨯≤∆f f ； （3）输出电压mV U O 200≥； （4）最大频偏kHz f m 50≤∆； （5）调制灵敏度V kHz S FM /10≥。
1.2 LC 调频振荡器的设计方法LC 调频振荡器的设计，是根据LC 调频振荡器的中心频率o f 、频率稳定度f∆/o f 、输出电压U o 、最大频偏m f ∆、调制灵敏度FM S 等性能指标要求，正确地确定出LC 正弦波振荡器、变容二极管调频电路中所用元器件的性能参数，从而合理的选择这些器件。
LC 调频振荡器的设计可以分两个方向进行： 1）LC 正弦波振荡器的确定根据给定的技术指标：中心频率o f =10ZMH，频率稳定度小时/105/30-⨯≤∆f f 确定LC 振荡电路的形式为电容三点式的克拉泼电路。
2）变容二极管调频电路的确定根据频率稳定度f ∆/o f 、最大频偏m f ∆选择线路，确定变容二极管的接入系数，确定调制信号电压。
1.2.1 LC 振荡器电路的实现方法1）平衡条件振荡建立起来之后，振荡幅度不会无限制地增长下去，因为随着振荡幅度的增长，放大器的动态范围就会延伸到非线性区，放大器的增益将随之下降，振荡幅度越大，增益下降越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大而进入平衡状态。
平衡条件是研究振荡器的理论基础，利用振幅平衡条件可以确定振荡幅度，利用相位平衡条件可以确定振荡频率。
2）起振条件式（1-1）和（1-2）分别称为振荡器起振的相位条件和振幅条件。
为了确保振荡器能够起振，设计的电路参数必须满足AoF>1的条件。
而后，随着振荡幅度的不断增大，Ao 就向A 过渡，直到AF=1时，振荡达到平衡状态。
显然，AoF 越大于1，振荡器越容易起振，并且振荡幅度也较大。
但AoF 过大，放大管进入非线性区的程度就会加深，那么也就会引起放大管输出电流波形的严重失真。
所以当要求输出波形非线性失真很小时，应使AoF 的值稍大于1。
πϕϕn F A 2=+ n=0，1，2，... （1-1）10>F A （1-2）1.2.2 调频电路的实现方法实现调频的方法有两大类，即直接调频与间接调频。
1）直接调频法直接调频的基本原理是利用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率。
如果受控振荡器是产生正弦波的LC 振荡器，则振荡频率主要取决于谐振回路的电感和电容。
将受到调制信号控制的可变电抗和谐振回路连接，就可以使振荡频率按调制信号的规律变化，实现直接调频。
它的主要缺点是会导致FM 波的中心频率偏移，频率稳定度差，在许多场合对载频采取自动频率微调电路（AFC ）来克服载频的偏移或者对晶体振荡器进行直接调频。
2）间接调频法先将调制信号进行积分处理，然后用它控制载波的瞬时相位变化，从而实现间接控制载波的瞬时频率变化的方法，称为间接调频法。
间接调频实现的原理框图如图 1-1所示。
图1-1 借助于调相器得到调频波无论是直接调频还是间接调频，其主要技术要求是：频偏尽量大，并且与调制信号保持良好的线性关系；中心频率的稳定性尽量高；寄生调幅尽量小；调制灵敏度尽量高。
根据题目要求，其频率稳定度f ∆/o f ≤小时/1053-⨯，最大频偏kHz f m 50≤∆，由上面分析知：直接调频可获得较大线性频偏，但载频稳定度较差；间接调频方式载频稳定度较高，但获得的线性频偏较小。
经过讨论，我们决定采用直接调频法来设计电路。
第2章 各部分设计及原理分析2.1 LC 振荡器电路的设计2.1.1 LC 振荡器的基本工作原理振荡器根据自身输出的波形可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器，正弦波振荡器在广播通讯、自动控制、仪器仪表、高频加热、超声探伤等领域有着广泛的应用；而非正弦振荡器能产生出矩形波(方波)、三角波、锯齿波等信号，这些信号可以用于测量设备、数字系统、自动控制及计算机设备中。
此次设计讨论的就是LC 正弦波振荡器。
设计其电路原理图如图1-2所示:图1-2 LC 正弦波振荡原理图2.1.2 LC 正弦波振荡电路的设计LC 正弦波振荡器的作用是产生高频正弦波。
如图1-3所示，在图中晶体管T 组成电容三点式振荡器的改进型电路即克拉泼电路，它被结为共基组态，B C 为基极耦合电容，其静态工作点又RB1,RB2 ,RE 及Rc 决定，即：（1-3）CCB B VR RV 2B12BQR +=（1-4）（1-5） （1-6） 小功率振荡器的静态工作电流CQ I 一般为1到4毫安，CQ I 偏大，振荡幅度增加，但波形失真加重,频率稳定性变差。
L1、C1与C2、C3组成并联谐振回路，其中C3两端的电压构成振荡器的反馈电压BE V ,以满足相位平衡条件。
由C2/C3=F决定反馈电压的大小，当VO A F=1时，振荡器满足相位平衡条件，电路起振条件为VOA F>1。
为减少晶体管的极间电容对回路振荡频率的影响，C2、C3的取值要大。
若选C1《C2，C1《C3,则回路振荡频率o f 主要由C1决定,即：（1-7） 若取C1为几十皮法，则C2、C3可取几百到几千皮法。
反馈系数F 一般取1/8到1/2。
2.2 调频电路的设计调频电路由变容二极管和它的偏置电路组成。
其中R2与R3为变容管提供静态时的反向直流偏置电压VQ 。
即VQ=[R3/(R2+R3)]Vcc 。
电阻R1为隔离电阻，常取R1>>R3，R1 >>R2,以减小加入变容管的偏置电路后对振荡回路Q 值的影响。
高频扼流圈ZL2与C6给u(t)提供通路，C5起高频滤波作用。
变容二极管通过C4部分接入振荡回路，有利于提高中心频率f o 的稳定度，减小调制失真。
图1-3为变容管部分接人振荡回路的等效电路。
变容管和C4串联，再和C3并联构成振荡回路总电容C ：jc j c 1C C C C C C ++=∑ （1-8）式中C j 为变容二极管的结电容。
它与外加电压的关系为rD j jV v CC⎪⎪⎭⎫⎝⎛-=10（1-9）E CQ BE BQ EQ R I V V V ≈-=CCEQCC CQR V V I +-=ERβ/BQ CQ I I =11o π21CL f ≈图1-3 变容二极管部分接入的等效电路2.3 LC调频振荡器电路的确定LC调频振荡器的工作流程如下：LC调频振荡器一般由LC正弦波振荡器与变容二极管调频电路两大部分组成。
其中，LC正弦波振荡器用于产生一定频率的幅度和信号，无须外加输入信号的控制，就能自动将电能转换为所需要的交流能量输出，即自激振荡；而变容二极管电容的改变是由调制信号决定的，再将变容二极管通过电容Cc耦合接入LC振荡回路中，用于实现对LC正弦波振荡器频率的调制，即调频。
LC调频振荡器是由LC正弦波振荡器和变容二极管调频电路两个部分组成，如图1-4所示。
图1-4 LC调频振荡器的组成框图综合以上分析确定电路原理图如图1-5所示。
图1-5 电路原理图R R B1第3章 元件参数的确定3.1 LC 振荡器电路模块参数的确定3.1.1 设置静态工作点振荡器的静态工作点取I CQ =2mA ，V CEQ =6V ，测得晶体管=60。
因R E +R C =(Vcc - V CEQ)/ I CQ ，为提高电路的稳定性，R E 的值可适当增大，取R E =1k Ω，则R C =2k Ω。
因 V EQ =I CQ R E =2V若取流过R B2的电流I B2=10I BQ =10I CQ /=0.33mA 则 R B2=V BQ /I B2≈8.2k Ω因即 1/2B1-=BQ CC B V V R R =28.2 k ΩR B1用24k Ω电阻与22k Ω电位器串联，以便调整静态工作点。
3.1.2 计算主振回路元器件值若取C1=50pF ，且f o=10MHz ，由公式得 L1=5μH （实验中可适当调整的圈数或的值）。
电容C2、C3由反馈系数F 及电路条件C1<<C2，C1<<C3决定，若取C2=510pF ，由F=C2/C3= 1/8～1/2，则取C3=3600pF ，取耦合电容CB=0.01uF 。
3.2 调频电路模块参数的确定变容管的静态反偏压U 由电阻R1与R2分压决定， 即 VQ ={R2/(R1+R2)}V cc已知VQ =4V ，若取R2=10K ，则R1=(V cc/VQ-1)R2=20K实验时R1用24k Ω电阻与22k Ω电位器串联，以便调整静态偏压U 。
隔离电阻R 3应远大于R1、R2，取R 3=150kΩ。
低频调制信号U 的耦合支路电容C5及电感L2应对U 提供通路，一般的频率为几 十赫至几十千赫兹，故取C5=4.7uF ，L2=47uH （固定电感）。
高频旁路电容C6应 对调制信号U 呈现高阻，取C6=5100pF 。
CC2B12RV V R R BQ B B =+11o π21C L f ≈第4章电路的调试与检测4.1 主振频率的测试4.1.1 LC仿真测试LC振荡器的输出频率f o称为主振频率或载波频率。
用数字频率计测量回路的谐振频率fo，高频电压表测量谐振电压Uo，示波器检测振荡波形。
起振波形如图1-6所示。
LC仿真测试电路如图1-7所示，测得频率为10MHZ，电压为693mV,对比技术指标中心频率fo=10MHZ知符合技术要求指标，所得波形为高频正弦波，符合LC正弦波振荡器所得波形。
所测结果分别如图1-8、1-9所示.图1-6 起振波形图1-7 仿真电路图图1-8 LC振荡器波形图1-9 频率fo与输出电压Uo4.2 频率稳定度的测试主振频率f o 的相对稳定性用频率稳定度f ∆/o f 表示。
LC正弦波振荡器
第４章 正弦波振荡器
正弦波振荡器输出信号的频率范围是很宽的，基本上可 以分成两大类。一类是由电阻、电容元件组成的RC振荡器， 它适用于产生低频正弦波振荡信号，其振荡频率范围为几赫 兹到几十千赫兹。另一类是由集中参数LC元件组成的高频振 荡器，它的振荡频率在几十千赫兹到几十兆赫兹。如果频率 更高，进入米波、分米波范围，则由分布参数系统组成超高
(4-3)
第４章 正弦波振荡器 式(4-3)可以分为两部分， 即
AuFu=1 j=jA+j F=2n (n=0,1,2,……) (4-4) (4-5)
式(4-4)为自激振荡的振幅平衡条件， 式(4-5)为自激振荡的相 位平衡条件。 一个电路要产生自激振荡必须满足上述两个条 件。
第４章 正弦波振荡器
第４章 正弦波振荡器
4.1 概
4.1.1 振荡器的概念和用途
所谓振荡器是一种不需要外加激励信号，而能将直流电
源的能量转变为交流能量的电子设备。它与放大器最根本的 区别在于它的工作不需要外加信号的推动。
第４章 正弦波振荡器
振荡器电路是一种用途非常广泛的基本电子线路。例如，
在无线电通信、广播、电视发射系统中，高频振荡器是个核
环过程，进入到晶体管的饱和区和截止区，放大器的增益下
降，AuFu也就减小，使振荡从AuFu>1过渡到AuFu=1，振荡稳
定下来，最后达到平衡状态。
第４章 正弦波振荡器
由增幅振荡到稳幅振荡的建立过程，说明前者由起振条 件来保证，即AuFu>1，后者由晶体管特性的非线性来实现自 动限幅，而LC回路起选频作用，使振荡回路输出单一频率的 正弦信号。
式(4-2)
u A
(4-2)
u 都为 F
电子电路综合实验-LC正弦波振荡器报告
LC 正弦波振荡（虚拟实验）1、 电容三点式（1）121100,400,10C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（2）121100,400,5C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（3）121100,1,5C nF C F L mH μ===示波器频谱仪数据表格: （C1, C2, L1） （C 1，C 2，L 1） O U •i U •增益A 相位差 谐振频率f 0 测量值 理论值 测量值 理论值 （100nF,400nF,10mH ）5.972V1.486V44.0191806.025kHz5.627（100nF,400nF,5mH ） 4.698V 1.161V 4 4.047 180 7.995 kHz 7.958 （100nF,1uF,5mH ）7.116V711.458mV1010.0021807.897 kHz7.465实验数据与理论值间的差异分析:增益差别不大但谐振频率差别较大, 主要是由于读数是的精度有限造成的。
由于游标以格为单位, 因此读数时选取的幅值最大的点可能与实际有差, 因而谐振频率的测量也有误差。
2、 电感三点式（1）1225,100,200L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（2）1225,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（3）1222,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪数据表格:（L1, L2, C2）（L1，L2，C2）OU•(V)iU•(mV)增益A 相位差谐振频率f0测量值理论值测量值(kHz)理论值(kHz)（5mH,100uH,200nF） 4.497V 89.938mV 50.001 50 180 5.039kHz 4.983 （5mH,100uH,100nF） 4.504V 90.070 mV 50.005 50 180 7.010kHz7.047（2mH,100uH,100nF） 4.483V 224.150mV 20.000 20 180 10.951kHz10.983实验数据与理论值间的差异分析:误差均较小, 主要由于电路不够稳定以及读数精度造成。
实验一、LC与晶体振荡器实验-齐鲁理工学院
目录实验一 LC与晶体振荡器实验 (1)实验二通频带展宽实验 (6)实验三非线性波形变换实验 (11)实验四变容二极管调频器与相位鉴频器实验 (15)实验五幅度调制与解调实验 (20)实验六锁相调频与鉴频实验 (24)实验七函数信号发生实验 (30)实验八锁相环与锁相式数字频率合成器实验 (33)实验九数字调频与解调实验 (36)实验十数字信号发生实验 (39)实验十一集成乘法器混频实验 (42)实验十二小信号调谐放大实验 (45)实验十三电视图像中放检波实验 (49)实验十四电视伴音中放鉴频实验 (53)实验一 LC 与晶体振荡器实验一、实验目的1）了解电容三点式振荡器和晶体振荡器的基本电路及其工作原理。
2）比较静态工作点和动态工作点，了解工作点对振荡波形的影响。
3）测量振荡器的反馈系数、波段复盖系数、频率稳定度等参数。
4）比较LC 与晶体振荡器的频率稳定度。
二、实验预习要求实验前，预习教材：“电子线路非线性部分”第3章：正弦波振荡器；“高频电子线路”第四章：正弦波振荡器的有关章节。
三、实验原理说明三点式振荡器包括电感三点式振荡器（哈脱莱振荡 器）和电容三点式振荡器（考毕兹振荡器），其交流等效电路如图1-1。
1． 起振条件1）相位平衡条件：X ce 和X be 必需为同性质的电抗，X cb 必需为异性质的电抗，且它们之间满足下列关系：2）幅度起振条件：式中：q m ——晶体管的跨导，F U ——反馈系数， 图1-1 三点式振荡器 A U ——放大器的增益， q ie ——晶体管的输入电导， q oe ——晶体管的输出电导， q'L ——晶体管的等效负载电导， F U 一般在0.1~0.5之间取值。
2．电容三点式振荡器1）电容反馈三点式电路——考毕兹振荡器（a ）考毕兹振荡器 （b ）交流等效电路LCX X X X Xc o C L ce be 1 |||| )(=-=+-=ω，即)(Au1* 'ie L oe m q q q Fu q ++>图1-2 考毕兹振荡器图1-2是基本的三点式电路，其缺点是晶体管的输入电容C i 和输出电容Co 对频率稳定度的影响较大，且频率不可调。
lc振荡器 实验报告
lc振荡器实验报告LC振荡器实验报告引言振荡器是电子学中常见的一个电路，它能够产生连续的交流信号。
LC振荡器是一种基本的振荡器电路，由电感（L）和电容（C）组成。
本实验旨在通过搭建LC振荡器电路并观察其振荡现象，深入理解振荡器的原理与特性。
实验材料与方法实验所需材料有：电感、电容、电阻、信号发生器、示波器、电压表、电线等。
实验步骤：1. 将电感、电容和电阻按照电路图连接好；2. 将信号发生器的输出端与电路的输入端相连；3. 将示波器的探头分别连接到电路的输出端和电压表的输出端；4. 打开信号发生器和示波器，调整信号发生器的频率和示波器的时间基准；5. 观察示波器上的波形，并记录相关数据；6. 根据实验数据分析振荡器的特性。
实验结果与讨论在实验过程中，我们通过调整信号发生器的频率和示波器的时间基准，观察到了LC振荡器的振荡现象。
在正确连接电路的前提下，当信号发生器输出的频率与振荡器的共振频率相等时，振荡器能够产生稳定的振荡信号。
我们记录了不同频率下的振荡现象，并通过示波器观察到了正弦波形。
在共振频率附近，我们观察到了振荡信号的幅值最大，而在共振频率两侧，幅值逐渐减小。
这是因为在共振频率处，电感和电容之间的能量转移达到最大，而在共振频率两侧，能量转移不完全，导致振荡信号的幅值减小。
我们还通过改变电容和电感的数值，观察到了振荡器的频率变化。
根据振荡器的公式，频率与电容和电感的数值成反比关系。
因此，通过调整电容和电感的数值，我们可以改变振荡器的频率。
此外，我们还观察到了振荡器的启动条件。
在实验中，我们发现当信号发生器的频率与振荡器的共振频率相差较大时，振荡器无法启动。
只有当两者的频率足够接近，振荡器才能启动并产生稳定的振荡信号。
这是因为振荡器需要通过电容和电感之间的能量转移来维持振荡，而频率差异过大会导致能量转移不完全，无法形成稳定的振荡。
结论通过本次实验，我们成功搭建了LC振荡器电路，并观察到了振荡现象。
第16章 电压控制LC振荡器的
第16章 电压控制LC振荡器的设计与分析
16.2.3 FPGA测控专用芯片的VHDL程序设计 根据系统的总体设计方案，FPGA测控专用芯片的
输入信号有：FIN——被测频率信号输入端；CLK—— 200 Hz基准信号输入端；EN——ADDSUB的控制信号 端口，在EN的上升沿，ADDSUB可加载到FPGA； ADDSUB[1..0]——对MC145152的控制输入，当其为 “00”时，将发射频率设定在25 MHz，当其为“01”时， 每按一次升频键，发射频率以100 kHz增加，
去键抖
N 确实有键按下？ Y
A←求 键 号
延时
SETB 28H.3
等待键松开
CLR 28H.3
返回
图16.9 键扫子程序流程图
第16章 电压控制LC振荡器的设计与分析
开始
送 取 FPGA数 据 控 制 信 号
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22H 21H 20H←3DH 3EH 3FH
设计并制作一个电压控制LC振荡器，具体要求： (1) 振荡器输出无明显失真的正弦波； (2) 输出频率范围：15～35 MHz； (3) 输出频率稳定度：优于0.001； (4) 输出电压峰-峰值：1 V±0.1 V； (5) 可实现输出频率步进及显示，步进间隔为100 kHz； (6) 实时测量并显示振荡器的输出频率。
第16章 电压控制LC振荡器的设计与分析
16.2.2 电压控制LC振荡器的设计 电压控制LC振荡器主要包括4个部分：压控LC振荡
器电路、MC145152锁相环电路、精度达10-5的温补晶 体基准频率发生电路、LM258组成的电压比较器电路， 其电路原理图如图16.2所示。
第16章 电压控制LC振荡器的设计与分析
LC振荡器
实验三 LC正弦波振荡器一、实验目的1.熟悉电容三点式振荡器（考毕兹电路）、改进型电容三点式振荡器（克拉泼电路及西勒电路）的电路特点、结构及工作原理。
2.掌握振荡器静态工作点调整方法。
3.掌握晶体管（振荡管）工作状态、反馈大小对振荡幅度与波形的影响。
4.掌握改进型电容三点式正弦波振荡器的工作原理及振荡性能的测量方法。
5.掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。
5.比较不同LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度，加深振荡器频率稳定度的理解。
二、预习要求1.复习LC振荡器的工作原理。
2.分析图3-7电路的工作原理，及各元件的作用，并按小信号调谐放大器模的 (设晶体管的β值为100)。
式设置晶体管静态工作点，计算电流IC仿真要求：1.按图3-7构建仿真电路，实现各种结构的振荡器2.以克拉泼电路振荡器为原型，改变振荡回路参数测量振荡器输出3.改变反馈系数，观测振荡器输出4.改变负载电阻，观测振荡器输出5．试构建西勒电路，完成2-4内容。
三、实验内容：1)分析电路结构，正确连接电路，使电路分别构成三种不同的振荡电路。
2)研究反馈大小及工作点对振荡器电路振荡频率、幅度及波形的影响。
3)研究振荡回路Q值变化对频率稳定度的影响4)研究克拉泼电路中电容C1003-1、C1003-2、C1003-3对振荡频率及幅度的影响。
5)研究西勒电路中电容C1004对振荡频率及幅度的影响。
四、实验原理1.实验原理：振荡器是一种在没有外来信号的作用下，能自动地将直流电源的能量转换为一定波形的交变振荡能量的装置。
根据振荡器的特性，可将振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类，LC振荡器属于反馈式振荡器。
工作时它应满足两个条件：i.相位条件：反馈信号必须与输入信号同相，以保证电路是正反馈电路，即电路的总相移Σφ=φk+φF=n×3600。
ii.振幅条件：反馈信号的振幅应大于或等于输入信号的振幅，即│ẢF1，式中Ả为放大倍数，F为反馈系数。
电压操纵LC振荡器
一、设计目的1.把握电子电路的一样设计方式和设计流程；2.学习利用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图；3.把握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。
二、设计要求设计一个电压操纵的LC振荡器，具体要求如下：1. 振荡器输出为正弦波，波形无明显失真。
2．输出频率范围：15MHz～35MHz。
3. 输出电压（峰—峰值）：1V±.三、设计内容压控振荡器voltage control oscillator指输出频率与输入操纵电压有对应关系的振荡电路(VCO)。
其特性用输出角频率ωo与输入操纵电压u c之间的关系曲线(图1 压控振荡器的操纵特性)来表示。
图中, u c为零时的角频率ωo,o称为自由振荡角频率；曲线在ωo, o处的斜率K o称为操纵灵敏度。
使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入操纵电压的操纵，就可组成一个压控振荡器。
在通信或测量仪器中，输入操纵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。
在自动频率操纵环路和锁相环环路中，输入操纵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要紧有：频率稳固度好，操纵灵敏度高，调频范围宽，频偏与操纵电压成线性关系并宜于集成等。
晶体压控振荡器的频率稳固度高，但调频范围窄，RC压控振荡器的频率稳固度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。
LC压控振荡器在任何一种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。
初期的压控可变电抗元件是电抗管，后来多数利用变容二极管。
图 2LC压控振荡器原理电路是克拉泼型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、C v为回路电容, C v为变容二极管反向偏置时呈现出的容量; C1、C2通常比C v大得多。
LC振荡
1、LC并联电路频率特征
如图为一LC并联回路， R为电路总等效电阻。 （1）谐振频率 电路等效电抗
1 j c Z 1 R j L j c ( R j L )
1 1
i ic u
C
iL
L R
通常电路中感抗远大于电 路损耗，即ωL >>R，则
j L j c j c Z 1 1 R jL R j( L ) j c c L C R j( L ( R j L )
24
D
例 3：
+UCC
设 uB
uC
uC1
C B
A
C1
uC1减小时， uC2如何变化？ i + – i
L
设L 、 C1 、 C2 组成的谐振 网络中的电流为i ，则
duC1 duC 2 i C1 C 2 dt dt
uL
C2 –
+
uC1
u C2
uB
正反馈
频率由 L 、 C1 、 C2 组成的谐振网络决定。
二 、LC 正弦波振荡电路
将电容和电感并联起来，在电容上施加 一定电压后可产生零输入响应。这种响应在 电容的电场和电感的磁场中交替转换便可形 成正弦波振荡。
如果将该电路作为选频网络和正反馈， 再加上基本放大电路和稳幅电路就构成LC 正弦波振荡电路。 LC正弦波振荡电路的选频电路由电感 和电容构成，可以产生高频振荡(>1MHz)。
16
fP
1 2 L(C//C o )
fs
C 1 Co
由于C<<Co，所以fp≈fs。 当f>fp时，电抗主要决定于Co，石英晶体又呈容性。 因此，石英晶体电抗的频率特性如图所示，只有在 fs < f < fp 的情况下，石英晶体才呈感性；并且C和Co的容 量相差愈悬殊，fs和fp愈接近，石英晶体呈感性的频带 愈狭窄。 1 L 根据品质因数的表达式： Q
第16章 电压控制LC振荡器的
12× 8 ROM REFERENCE DECODER LOCK DETECT LD MC CONTROL LOGIC f0 fout PHASE DETECTOR V R
OSCin
12BIT÷ R COUNTER
FIN 6BIT÷ A COUNTER 10BIT÷ N COUNTER
A5 A3 A2 A0
有键按下吗？ Y 是测频键吗？ Y 延时 置 标 志 位 28H.0 清 标 志 位 28H.1
N
是上调频率？ Y 清 标 志 位 28H.0
N
是下调频率？ Y 清 标 志 位 28H.0
N
置 标 志 位 28H.1
置 标 志 位 28H.1
调加1 子程序
调 减 1子 程 序
调用测频率子程序 N
发 送 上 调 控 制 信 号 给 FPGA 发 送 下 调 控 制 信 号 给 FPGA N
100 C d C 33.3 100 C d
(Ｃd为变容二极管的节电容)
第16章
电压控制LC振荡器的设计与分析
当f=15 MHz时，由 f
1 2 L1C
可得
15 10
6
1 100Cd 2 3.14 330 10 (33.3 1012 ) 100 Cd
RA2分别设置为0、1、0。在本设计中，因为fd直接输 入fin，而且步进是100 kHz，所以分频系数不会出现小
数，故可将A5～A0直接置0。
第16章
电压控制LC振荡器的设计与分析
16.2.3 FPGA测控专用芯片的VHDL程序设计 根据系统的总体设计方案，FPGA测控专用芯片的 输入信号有：FIN——被测频率信号输入端；CLK—— 200 Hz基准信号输入端；EN——ADDSUB的控制信号 端口，在EN的上升沿，ADDSUB可加载到FPGA；
LC电容反馈三点式振荡器
作为回路的振荡电容。它的工作 频率可做
到几十MHz到几百MHCz的2 甚高频vf波段范围。
电路的缺点+：
调C1或C2来改变振荡频率时，反馈系 数也将改变。但只要在L（两b端）并上一个可 电容三端式振荡变电路容器，并令C1与C2为固定电容，则在 调整频率时，基本上不会影响反馈系数。
f0
1 C1 C2 2第8页/L共2C1页1C2
1）将S2置“1”ON，为LC振荡 器。S4置“2”ON。选反馈电容 为560Pf,S3置“4”ON,使负载 RL=10K。
2）调VR1，保持变容二极管 VD1负端为+2V不变。
3）按表中所列数据要求，分别 拨动S3开关，从而改变负载电阻 的大小，并用示波器记录振荡幅 度、振荡频率的变化与停振时的 负载电阻值。
负载电阻 振荡幅度 振荡频率
结 论
S3全开路 S3=4//10K
S3=3//1K
S3=2//500
S3=1//100
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五、实验报告内容与思考题
一、实验报告内容：
1、写明实验目的. 2、画出实验电路原理图并说明实验电路的结构形式与工作原理。 3、写明实验所用仪器。 4、写明实验项目并整理实验数据。
2、正弦波振荡器
正弦波振荡器是指振荡波形接近理想正弦波的振荡器。主要有RC,LC和晶体振荡器三 种电路。
3.振荡器的功用:
作为信号源，广泛应用于广播、电视、通信设备和各种测量仪器中，是电子技术领 域中最基本的电子线路。
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4、三端式LC振荡器
三端式LC振荡电路是实际工程中经常被采用的一种振 荡电路，其产生的工作频率约在几MHz到几百MHz的范 围，频率稳定度约为10–3-10–4量级，采取一些稳频措施 后，还可以再提高一点。