电容三点式震荡电路的设计..

1、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2021.3.42021.4.28 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，反应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

2、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 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc354827749 目录 PAGEREF _Toc354827749 h 3 HYPERLINK l _Toc354827750 1、 概述 PAGEREF _Toc354827750 h 3 HYPERLINK l _Toc354827751 2、 三点式电容振荡器 PAGEREF _Toc354827751 h 4 HYPERLINK l _Toc354827752 2.1 反应振荡器的原理和分析 PAGEREF _Toc

3、354827752 h 4 HYPERLINK l _Toc354827753 2.2 电容三点式参数 PAGEREF _Toc354827753 h 6 HYPERLINK l _Toc354827754 设计要求 PAGEREF _Toc354827754 h 7 HYPERLINK l _Toc354827755 3、电路设计 PAGEREF _Toc354827755 h 7 HYPERLINK l _Toc354827756 4 、调试与总结 PAGEREF _Toc354827756 h 10 HYPERLINK l _Toc354827757 1 仿真 PAGEREF _Toc3

4、54827757 h 10 HYPERLINK l _Toc354827758 2、总结： PAGEREF _Toc354827758 h 10 HYPERLINK l _Toc354827759 5、 心得体会 PAGEREF _Toc354827759 h 101、 概述振荡器是不需外信号鼓励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。但凡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局部：放大器、正反应电路和选频网络。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。正反应电路保证向振荡器输入端提供的反应信号是相位一样的，只有这样才能使振荡维持下去。选频网络那

5、么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；一个是反应电压 U 和输入电压 U 要相等，这是振幅平衡条件。二是U 和U 必须相位一样，这是相位平衡条件，也就是说必须保证是正反应。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局部，也是超外差式接收机的主要局部各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心局部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

6、、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，正弦振荡器分为反应型和负载型两种，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 反应振荡器的原理和分析反应振荡器原理方框图示。反应型振荡器是由放大器和反应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 反应振荡器方框图为了能产生自激振荡，必须有正反应，即反应到输入端的自你好与放大器输入端的信号相位一样。定义AS为开环放大器的

7、电压放大倍数：F(S)为反应网络的电压反应系数：为闭环电压放大倍数：在振荡开场时，由于鼓励信号较弱，输出电压的振幅那么比拟小，此后经过不断放大与反应循环，输出幅度开场逐渐增大，为了维持这一过程使输出振幅不断增加，应使反应回来的信号比输入到放大器的信号大，即振荡开场时应为增幅振荡，即：因此起振的振幅条件是：起振的相位条件是：要使振荡器起振必须同时满足起振的振幅条件和相位条件。其中起振的相位条件即为正反应条件。2.2 电容三点式参数三点式电容振荡器是自激振荡器的一种。由串联电容与电感回路及正反应放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。它的优点是：反应电压取自电容，

8、而电容对晶体管非线性特性产生的高次谐波呈现低阻抗，所有反应电压中高次谐波分量很小，因而输出波形很好；其缺点是：反应系数因与回路电容有关，如果用改变电容的方法来调整振荡频率，必将改变反应系数，从而影响起振。三点式电容振荡器的电路原理图如下图。图2.2 电容三点式振荡电路由振荡器谐振频率计算公式：根据设计指标，f=6MHz分配适宜的电容和电感。LC振荡器有根本放大器、选频网络和正反应网络三个局部组成。为了维持震荡，放大器的环路增益应该等于1，即，因为在谐振频率上振荡器的反应系数为所以维持振荡所需的电压增益应该是：电容三点式振荡器的谐振频率为 在实验中可通过测量周期T来测定谐振频率，即放大器的电压增

9、益可通过测量峰值输出电压和输入电压来确定，即所以，可以得出当知道输入等于多少的时候，由公式可以求出设计要求震荡频率500KHz；输出信号有效值3V，电源电压12V 负载电阻3K3、电路设计 振荡器在接通电源的一瞬间，晶体管会产生一个从零到某一数值的电流阶跃，该电流阶跃的成分十分丰富，选频网络会选出满足正反应的频率在经过正反应建立信号。 电路设计如下列图：偏置电阻参数如下图基集偏置电阻：R2=33k，R3=12K电源电压12V隔直电容：10nF 旁路电容：510nF三点震荡电路：C2=10NF,C3=30NF.L1=12UH负载电阻：3k1静态工作电流确实定合理地选择振荡器的静态工作点，对振荡器

10、的起振，工作的稳定性，波形质量的好坏有着密切的关系。般小功率振荡器的静态工作点应选在远离饱和区而靠近截止区的地方。根据上述原那么，一般小功率振荡器集电极电流ICQ大约在0.8-4mA之间选取，故本实验电路中：选ICQ=2mA VCEQ=1.2V =100那么有为提高电路的稳定性Re因：UEQ=ICQRE 那么： UEQ =2mA1.62K=3V因： IBQ=ICQ/ 那么： IBQ一般取流过Rb2的电流为5-10IBQ , 假设取10IBQ因： 那么： 取标称电阻12K。因： ： 故Rb1取28K 为调整振荡管静态集电极电流的方便，Rb1由27K电阻构成。三极管性能4 、调试与总结1 仿真 在

11、设计完成电路后，运用mutisium软件对振荡电路进展仿真，对其产生的波形进展分析。振荡器波形图如图4.1所示。 由仿真结果图可知：该电路的振荡频率为500KHz，输出电压有效值为3V2、总结：在这个设计当中，我们学会振荡电路的一些根本内容和根本理论知识。在设计电路元件参数的时候，首先要计算是否符合振荡电路的起振条件和平衡条件。 正反应网络是电感反应三点式振荡网络中比拟重要的一个环节。正反应使输出起到与输入相似的作用，使统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用，维持振荡电路所消耗的能量。 5、 心得体会在本次课程设计中，我从各方面的设计和构思中学到了许多知识，了解到理论和实践结合的难度。在

12、上学期学习通信电子线路这门课程时，元件的使用只是很局限的运用。在课程设计中我发现很多芯片，元器件，电路都有很奇妙的作用。它们以前的作用只是一个最根本的运用，更多的运用会出现在各个实际电路中。对于电路设计，刚开场拿到题目的时候我以为很简单，在实际制作的过程中发现其实并不是这样。因为以前学的很多东西都忘记了，包括简单的三极管的静态工作点的计算都忘记了，后来在教师的帮助下再查了其他的资料才将三级管的静态工作点计算好。在后续的设计过程中，也遇到了许多的问题，如波形不平滑等问题，在仿真的过程中很多知识需要联系起来一起用，需要灵活的运用。 经过这次课程设计，让我对前面的路有了更多的信心，因为在这个过程中，我学到了不少实用的东西，对于通信电子电路有了更深层次的掌握，并且提高了独立解决问题的能力。虽然这次课程设计中我对电路进展了仿真，并且认真的对电路的每一局部进展了修正，但最后出来的波形还是不很稳定。本课程设计不仅仅是一项任务，而且是一项使命，我们必须靠自己的能力拿出解决问题的方法。只有认真，灵活，严谨才能较好的完成整个设计，整个电路。