电容三点式电路

《电容三点式电路》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电容三点式电路（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、摘要本次电子线路设计对LC振荡器的设计原理作了简要分析，研究了各个电路的参数设置方法。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， 振荡器电路。LC振荡器的作用是产生标准的信号源。关键词：LC振荡器，功率放大,三点式1绪论1.1 设计要求根据每个电路给定的技术指标和条件，分别给出设计原理、设计过程、电路 原理图、各元件件型号或参数、实际测试结果。1.2 设计技术指标振荡频率 f = 6MHz 土 50 KHzo频率稳定度4f/f 0.3 V采用西勒振荡电路，为

2、了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，采用了射随 器作为隔离级。1.3基本设计条件电源供电为12V，振荡管BG1为9018 （其主要参数I = 5i0AV, =5V, V1100MHz）。隔离级cmCEQC E SFE射随器品体管BG2也为9018。2 LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计在电子线路中，除了要有对各种电信号进行放大的电子线路外，还需要有能 在没有激励信号的情况下产生周期信号的电子电路，这种在无需外加激励信号的 情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量的 电子电路称为振荡器。振荡器的种类很多，根据工作原理可以分为反馈型振荡器和负阻型振荡器。 根据选频网络

3、采用的器件可分为LC振荡器、品体振荡器、变压器耦合振荡器等。振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。为此，振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路，也是从事电子技术工作人员必须要熟 练掌握的基本电路。2.1电容三点式振荡器原理工作原理分析(c)（）（力）图2.1三点式振荡器的基本电路反馈式正弦波振荡器有RC、LC和品体振荡器三种形式，电路主要由放大网 络、选频回路和反馈网络三个部分构成。本实验中，我们研究的主要是LC三点 式振荡器。所谓三点式振荡器，是晶体管的三个电极（B、E、C），分别与三个电 抗性元件相连接，形成三个接点，故称为三点式振荡器，其基本电路如图根据相位平衡条件，

4、图2-1 （a）中构成振荡电路的三个电抗元件，XX2必 须为同性质的电抗，X3必须为异性质的电抗，若X1和均为容抗，X3为感抗，则 为电容三点式振荡电路（如图3）；若X2和X1均为感抗，X3为容抗，则为电感三 点式振荡器（如图4）。由此可见，为射同余异。皑L展匚(12V )=Fci图2.2共基电由图可见：与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C1和C2；与 基极和集电极连接的 满足相位条件。J为异性质的电抗元件1，根据前面所述的判别71J准则，该电路其工作过程是：振荡器接通电源后，由于电路中的电流从无到有变化，将产 生脉动信号，因任一脉冲信号包含有许多不同频率的谐波，因振荡器电路中有一

5、个LC谐振回路，具有选频作用，当LC谐振回路的固有频率与某一谐波频率相等 时，电路产生谐振。虽然脉动的信号很微小，通过电路放大及正反馈使振荡幅度 不断增大。当增大到一定程度时，导致晶体管进入非线性区域，产生自给偏压， 使放大器的放大倍数减小，最后达到平衡，即AF=1，振荡幅度就不再增大了。 于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件，于是得到单一频率的振荡信号输出。该振荡器的振荡频率fo为：反馈系数F为：f - CiC2若要它产生正弦波，必须满足F= 1/2-1/8，太小不容易起振，太大也不容 易起振。一个实际的振荡电路，在F确定之后，其振幅的增加主要是靠提高振荡 管的静态电流值。但是如静态

6、电流取得太大，振荡管工作范围容易进入饱和区， 输出阻抗降低使振荡波形失真，严重时，甚至使振荡器停振。所以在实用中，静 态电流值一般ICO=0.5mA-4mA。共基电容三点式振荡器的优点是：1）振荡波形好。2）电路的频率稳定度较 高。工作频率可以做得较高，可达到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围。电路的缺点：振荡回路工作频率的改变，若用调C1或C2实现时，反馈系数 也将改变。使振荡器的频率稳定度不高。为克服共基电容三点式振荡器的缺点，可对其进行改进，改进电路有两种：串联型改进电容三端式振荡器（克拉泼电路）电路组成图2.3克拉泼振荡电路电路特点是在共基电容三点式振荡器的基础上，用一电容C3,串

7、联于电感L 支路。功用主要是以增加回路总电容和减小管子与回路间的耦合来提高振荡回路 的标准性。使振荡频率的稳定度得以提高。因为C3远远小于C1或C2,所以电容串联后的等效电容约为C3。电路的振 荡频率为：f = 1/2 ELC与共基电容三点式振荡器电路相比，在电感L支路上串联一个电容。但它有 以下特点：1、振荡频率改变可不影响反馈系数。2、振荡幅度比较稳定；但C3不能太 小，否则导致停振，所以克拉泼振荡器频率覆盖率较小，仅达1.2-1.4；为此， 克拉泼振荡器适合与作固定频率的振荡器。 并联型改进电容三端式振荡器（西勒电路）电路组成如图所示：图2.4西勒振荡电路电路特点是在克拉泼振荡器的基础上

8、，用一电容C4，并联于电感L两端。 功用是保持了晶体管与振荡回路弱藕合，振荡频率的稳定度高，调整范围大。电 路的振荡频率为：1f =:= 2 兀如L (C 3 + C 4)特点：1.振荡幅度比较稳定；2.振荡频率可以比较高，如可达千兆赫；频 率覆盖率比较大，可达1.6-1.8 ；所以在一些短波、超短波通信机，电视接收机 中用的比较多。频率稳定度是振荡器的一项十分重要技术指标，它表示在一定的时间范围内 或一定的温度、湿度、电压、电源等变化范围内振荡频率的相对变化程度，振荡 频率的相对变化量越小，则表明振荡器的频率稳定度越高。改善振荡频率稳定度，从根本上来说就是力求减小振荡频率受温度、负载、 电源

9、等外界因素影响的程度，振荡回路是决定振荡频率的主要部件。因此改善振 荡频率稳定度的最重要措施是提高振荡回路在外界因素变化时保持频率不变的 能力，这就是所谓的提高振荡回路的标准性。提高振荡回路标准性除了采用稳定性好和高Q的回路电容和电感外，还可以 采用与正温度系数电感作相反变化的具有负温度系数的电容，以实现温度补偿作 用。石英晶体具有十分稳定的物理和化学特性，在谐振频率附近，品体的等效参 量Lq很大，Cq很小，Rq也不大，因此晶体Q值可达到百万数量级，所以晶体振 荡器的频率稳定度比LC振荡器高很多。2.2 LC与晶体振荡器参数设置 1）静态工作电流的确定合理地选择振荡器的静态工作点，对振荡器的起

10、振，工作的稳定性，波形质 量的好坏有着密切的关系。一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。根据上述原则，一般小功率振荡器集电极电流 故本实验电路中：选 ICQ=2mAVceq=6VP =1000.8-4mA之间选取，则有R + RCC = 12 - 6 = 3 K QI2CQ为提高电路的稳定性Re值适当增大，取Re=1K。则Rc = 2K。因：ueq=icq re则：Ueq =2mAX1K=2V因：ibq=icq/B则：Ibq =2mA/100=0.02mA一般取流过Rb2的电流为5-10IBQ若取10IBQ因:V-BQ-I V = VBQ+ 0.7BQEQ则:2.7

11、VR b = 13 .5KQ取标称电阻12KG。因：，“ -VbqVBQ12 V - 2.7V 12 K Q = 41 .3 K Q2.7 V为调整振荡管静态集电极电流的方便，Rb1由27KQ电阻与27K电位器串联 构成。2）确定主振回路元器件回路中的各种电抗元件都可归结为总电容C和总电感L两部分。确定这些元 件参量的方法，是根据经验先选定一种，而后按振荡器工作频率再计算出另一种 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Cp远大于总的不稳定电容Cd原则，先选定Cp为宜。若 从频率稳定性角度出发，回路电容应取大一些，这有利于减小并联在回路上的晶

12、 体管的极间电容等变化的影响。但C不能过大，C过大，L就小，Q值就会降低， 使振荡幅度减小，为了解决频稳与幅度的矛盾，通常采用部分接入。反馈系数 F=C1/C2，不能过大或过小，适宜1/81/2。因振荡器的工作频率为：J - 02兀 v LC当 LC 振荡时，f =6MHzL=12H0本电路中，则回路的谐振频率fo主要由C3、C4决定，即11f =:=.2兀 LC 2兀L(C + C )有 C + C =1576 pf。取 C3 =120pf, C4=51pf (用 33Pf 与 5-20Pf344 兀 2 f 2 L的可调电容并联)，因要遵循C1, C2C3,C4, Ci/C2=1/81/2

13、的条件，故取 Ci=200pf，则 C510pf。对于晶体振荡，只需和晶体并联一可调电容进行微调即可。为了尽可能地减 小负载对振荡电路的影响，振荡信号应尽可能从电路的低阻抗端输出。例如发射 极接地的振荡电路，输出宜取自基极；如为基级接地，则应从发射极输出。2.3仿真过程及其结果2.3.1仿真过程双击桌面上的multisim10图标，由于软件比较大，需要等待一定的时间才 能进入：Multisim10界面和Office工具界面相似，包括标题栏、下拉菜单、快捷工 具、项目窗口、状态栏等组成。标题栏用于显示应用程序名和当前的文件名。下拉菜单提供各种选项。快捷工具分为：文件工具按钮，器件工具按钮，调试工

14、具按钮，这些按钮在下拉 菜单中都有，并经常用到，现在放在工具栏里是为了方便使用。项目窗口中的电路窗口是用来搭建电路的，Design Toolbox工具栏是用来显示 全部工程文件和当前打开的文件。状态栏用于显示程序的错误和警告，如果有错误和警告那还还需要重新修改程 序。直到没有错误为止才能正常加载程序。2.3.2菜单包括：放置元件(place component)、连接原理图(place schematic)、放置 图形(place graphic)、标注(place comment)等，这里我们最常用到的只有第一个放置 元件：点击菜单中第一个选项或者按“CTRL+W”会出现以下元器件选择对话框按照下图选择元器件，并且按照下图将电路连接好：图2.5总仿真电路图图2.6变容之后的电路图1图2.7变容之后的电路图22.3.4以上工作完成以后，我们回到电路窗口，找到快捷工具栏中的“RUN”按钮，按下“RUN ”以后电路窗口就开始显示了触及瞄电平类受电IK B |卅胡|0| V正博|麻椎|自的 王|时间平tt- 3声A茜造B -比例 网22比例 |1 VJDi-.-比例 15 M-DivKCIS OY&jE O