高频振荡器课程设计

1/26高频振荡器课程设计 2/26高频振荡器课程设计 3/26高频振荡器课程设计振荡器设计振荡器(Oscillator)是一种能量转换装置。它的能量来源一般是直流形式(振荡器器的作用是产生特定的输出信号，因此也常常被称为信号发生器(signalcreator)。振激励信号的参与，可以分为他激振荡器和正弦波振荡器；按照振荡器振荡频率的高用。本文介绍高频高精度正弦波振荡器高、直流能量转换成有一定波形的振荡器信号加激励信号就能产生具有一定频率，一定波形、幅度完全由电路自身的参数荡频率的选频网路和维持振荡的正准确度和稳定度、振荡幅度的大小的设计一个石英晶体震荡器和一个电容式三端震荡器。设计采用正弦波发生电路,正弦能自动地将f高频振荡器课程设计f体管1)设计一个晶振振荡器主要技术指标：晶振频率为20MHz，输出信号幅度≥5V(峰-峰值)，可调主要技术指标：振荡频率为15—20MHz，输出信号幅度≥5V(峰-峰值)，可调；频稳设计报告内容K(S)1)平衡条件图4-1反馈型振荡器原理框图 0Cib((4-1)式中，Z为放大器的负载阻抗L((4-2)((4-3)((4-4)4/26=+=2nn=0,1,2,…=+=2nn=0,1,2,…相位平衡条件++2)起振条件在自激振荡器中，起始瞬间的输入电压Xì的产生原因有两种：一是在电路接通电源在输人端的瞬变电压即可作为起始电压。这两种原因所取得的起始电压包含着极为丰富的各种频率分量)它们中总会有符合相位条件的某个频率成分，最终成̀很宽的频谱分量，在他们通过率的分量可以产生较大的输出(4-5)(4-5)(4-6)(4-6)==++=2nn=0,1,2,…(4-7)作过程不可避免地波动等等，这些变化将使放大器放附近建立起新的平衡状态，而且当5/26fF′L12fF′,L0力。具体来说既是，在远离元原平衡点,不能形成新的平衡,振荡器不稳定；而当不幅稳定条件为((4-8)((4-9)再再解释振荡器的相位稳定性前，我们必须清楚，一个正弦信号的相位和它的频率W(4-10)(4-11)设振荡器原在时处于相位平衡状态，即有((4-12)这这表示落后于，导致振荡周期增长，振荡频率降低，即又恢复到原来的振荡频率(4-13)2电容反馈式三端振荡器6/267/26..U..U的电路,如图.IcV根据谐振回路的性质,谐振时回路应呈纯电阻性,因.IcV而一般情况下,回路Q值很高,因此回路电流远大于晶体管UUcX.XX.2I2(4-14)X3馈网络是由电容元件完成的,称为电容反馈振荡器,也称为考必VVX2C2XCXL3VVL2X2X1LX3C3(a)电容反馈振荡器；(b)电感反馈振荡器1)三端电容反馈振荡器图(a)是一电容反馈振荡器的实际电路,将R,R,R视为开路，将C,C视为短路图，b1b2cbeEcLcRc1CbRVVbRVC1LR2CeLR2eCCCCC1212L(b)(a)(a)实际电路；(b)交流等效电路(4-15)，这是因为集电极谐波的反馈减弱，输高频振荡器课程设计出的谐波分量减少，波形更加接近于正弦波。其次，该电路中的不稳定电容(分布电容、器件的结电容等)都是与该电路并联的，因此适当的加大回路电容量，就可以减弱不稳定工作频率较高时，甚至可以只利2)改进型电容三点式(a)实际电路；(b)交流等效电路((4-16)((4-17)((4-18)(4-19)8/269/26高频振荡器课程设计(a)(b)(4-20(4-20)(4-21)器。通过对以石英晶体振荡器2石英晶体薄2)主要特性：压电效应电场，晶片会产生机械变形振动——征称为“压电效应”。10/2600英晶体相当于一个振荡电路，其等效电路如图L映晶体的惯性，102~10-3HC电容，反映晶体的弹性，10-1~10-2PFRR图4-9石英晶体动态电路图11Q=0=0R这样大的Q值是一般00石英晶体的电抗——频率特性曲线。在f~f频率区间sp将晶体振荡器归为两大类:并联型晶体振荡器和串(1)并联型晶体振荡器荡器的组成原则,而且该电路与电11/26高频振荡器课程设计EcCCVCC131CeCe2(a)C3CCq.gq.gUmb1L1EqCEq0－0Cr′Cr2q2qB(b)皮尔斯振荡器分(2)串联型晶体振荡器在振荡器要求低阻抗的两点之间,通常接在反馈电路cLCV1JTVCL1C2C2a(b)低阻抗的两点之间，通常接在反馈电路12/26高频振荡器课程设计频反馈减弱，从而使电路不能工作频率等于晶体的串联谐振频率，不需要外加负载电容率，不需要外加负载电容,通常这种晶体标明其负载电容为无穷大，在实际制作中，若器只能适应高次泛音工作，这正常工作，输出幅度就元器件参数的计算席勒振荡器参数的计算ECcR3CECcR3Cc3Rc31CVCV11LLC1CVCV11LLCR4CR42CRC4bCe22n3904的参数的选取2mA，6V，2CRC4bCe22=100；(a)实际电路；(b)交2所以:所以:13/26ccLV1C出另一种电抗元件量。从原理来讲，先选定哪种元件都一样，但从提高回路标准性的观点出发，以保证回路电容C远p大于总的不稳定电容C原则，先选定C为宜。若从频率稳定性角度出发，回路电容应取大dp有有取取=，因要遵循，>>,，/=0.10.5的条件，故取则=60pF。4.2.2串联石英晶体振荡器的计算及其交流等效电路正确的静态工作点是振荡器能够正常工作的关作点主要由、、决定，将电感短路，电CVCVJTL12C2Ca(b)14/26有=L有高频振荡器课程设计有=L有=2mA×3K=6V==2mA/100=0.02mA2则则到短路电阻的作用，输出频率应为、微调，即=====本应去取本应去取=但但为了微调频则取=.2克拉泼振荡器的计算它的特点是在前述的电容三点式振荡谐振回路电感支路中增加了一个电容C，其取值7比较小，要求C7<<C，C7<<C。先不考虑各极间电容的影响，这时谐振回路的总电容量C为45Σ===15/26取==,=析 InteractiveImageTechnologiseLtdEWB后的版本。它包含了电路原松、高效地对电路进行设计和验真真实的再现出来，并且可以用可用导线将它们连接起来，软件形和特性曲线如同在真实仪器上F印。2西勒振荡器的仿真16/26高频振荡器课程设计XSC1+_B+_B+_A+_XFC1+_2kQ12352kQ123Key=C4pF4pF3kQpF4pF4pF5.1kQKey=DF1)仿真结果17/26高频振荡器课程设计2)仿真分析输出信号幅度5(峰—输出信号幅度5(峰—峰值)，可调；频率稳定度优于峰值)，可调；频率稳定度优于)输出幅度可以通过调节负载上的滑动变阻器来改变。晶体自激振荡器的仿真XSC1X1ExtTrig+_A_+kQ200kQ55%Key=D43kQ80nFXFC13+B_1)仿真结果18/26高频振荡器课程设计2)仿真分析仿真结果达到了预期效果(主要技术指标：晶振频率为—峰值)，可调)输出幅度可以通过调节负载上的滑动变阻器来改变。克拉泼振荡器的仿真19/26高频振荡器课程设计XSCXSC1ExtTrigXFC1Q12N3904C77.5pFeyDC300µHV11µF123++AB___1)仿真结果20/26高频振荡器课程设计2)仿真分析CC较小时，如，震荡波不太稳定，且太小时7777间歇振荡EEcLR1CVC1CReC2bbbRLce2现象谐振频率时，振荡频率具有非单EEcC1MbVRCrCRbL2eC2LL1C1r1LL2r2C2(a)图4-22变压器反馈振荡器(b)(a)实际电路;(b)耦合回路的等效电路高频振荡器课程设计LC频率为的信号,当接近振荡器原来的振荡频率4.4.4寄生振荡在高频放大器或振荡器中,由于某种原因,会产生不需要的振荡信号,这种振荡称为产生寄生振荡的形式和原因是各种各样的,有单级和多级振荡,有工作频率附近的振荡或者是远离工作频率的低频或超高频振荡。LCL111LCC23cCC23VLbEc(a)RCcLbVV(b)Lcuct(c)5结论的很多不足，自己知识的很致最终设计的的迷茫而失落过，也曾经为成功，让我意识到老一辈对我们到了好多曾经学过的芯片我们更加意识到理论上的薄弱部分，以及整体布局21/2622/26高频振荡器课程设计，让我们相互帮助，多少人间欢乐每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的次课程设计将成为我人生旅途上一谢老师这一学期来对我的教导。23/26高频振荡器课程设计11西勒振荡器元器件5.1K2N3904三极管电位器电位器5001电容4pF2电容40pF1电容