《高频课程设计LC振荡器》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频课程设计LC振荡器（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、高频电子线路课程设计报告设计题目：LC正弦波振荡器的设计专业班级学 号学生姓名指导教师教师评分一、设计任务与要求1二、设计方案12.1电感反馈式三端振荡器12.2电容反馈式三端振荡器22.3克拉波电路振荡器32.4西勒电路振荡器4三、设计内容53.1 LC振荡器的基本工作原理53.2西勒电路原理图及分析63.2.1振荡原理73.2.2静态工作点的设置73.3西勒振荡器原理图83.4仿真结果与分析83.4.1软件简介83.4.2进行仿真93.4.3仿真结果分析11四、总结11五、主要参考文献13一、设计任务与要求在本课程设计中，为了熟悉高频电子线路课程，着眼于LC正弦波振荡 器的分析和研究。通过
2、对电感反馈式三端振荡器（哈特莱振荡器）、电容反馈式 三端振荡器（考毕兹振荡器）以及改进型电容反馈式振荡器（克拉波电路和西勒 电路）的分析、对比和讨论，以达到课程设计的目的和要求。在课程设计中，为 了学习Multisim软件的使用，以及锻炼电子仿真的能力，我选用的仿真软件是 Multisim11.0版本，该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路 图和文件管理功能。本课程设计中要求设计的正弦波振荡器能够输出稳定正弦波信号，输出频率 可调范围为1020MHz。本设计中所涉及的仿真电路是比较简单的。但通过仿真 得到的结论在实际的类似电路中有很普遍的意义。二、设计方案通过对高频电子线路相关知识
3、的学习，我们知道LC正弦波振荡器主要有电 感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器（克 拉波电路和西勒电路）等。其中互感反馈易于起振，但稳定性差，适用于低频， 而电容反馈三点式振荡器稳定性好，输出波形理想，振荡频率可以做得较高。由 所学知识可知，西勒电路具有该电路频率稳定性非常高，振幅稳定，频率调节方 便，适合做波段振荡器等优点。所以在本设计中拟采用并联改进型的西勒电路振 荡器。下面对几种振荡器进行分析论证：2.1电感反馈式三端振荡器电感三点式振荡器又称哈特莱振荡器，其原理电路如图所示:起振条件:he、L + M、1h h L + M hie oe 2fe式中，h为考
4、虑震荡回路阻抗后的晶体管等效输出导纳，h = h +(1/R )，此oeoe oep处R为输出回路的谐振阻抗。震荡频率：f幻=支12 mLC 2nyC(L + L2 + 2 M )电感反馈震荡电路的优点是：由于匕和L2之间有互感存在，所以容易起振。 其次是改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数，比较方便。 这种电路的主要缺点是：与电容反馈震荡电路想比，其震荡波形不够好。这是因 为反馈支路为感性支路，对高次谐波呈现高阻抗，故对于LC回路中的高次谐波 反馈较强，波形失真较大。其次是当工作频率较高时，由于L1和L2上的分布电 容和晶体管的极间电容均并联于匕与L2两端，这样，反馈系数F随
5、频率变化而 变化。工作频率愈高，分布参数的影响也愈严重，甚至可能使F减小到满足不了 起振条件。因此，这种电路尽管它的工作频率也能达到甚高频波段，但是在甚高 频波段里，优先选择的还是电容反馈振荡器。2.2电容反馈式三端振荡器电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器，其原理电路如图:5原理电路U)交流等效电路反馈系数F的表达式F 幻C-C +C 2不考虑各极间电容的影响，这时谐振回路的总电容量为C1、C2的串联，即111+C2振荡频率的近似为1X 2n-;LC n C C n *与电感三端震荡电路想比，电容三端振荡器的优点是输出波形较好，这是因为集电极和基极电流可通过对谐波为低阻抗的电容支路回到发射极，
6、所以高次 谐波的反馈减弱，输出的谐波分量减少，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，就可以减弱不稳定因素对振荡器的影响，从而提高了频率稳 定度。最后，当工作频率较高时，甚至可以只利用器件的输入和输出电容作为回 路电容。因而本电路适用于较高的工作频率。这种电路的缺点是：调或c 2来改变震荡频率时，反馈系数也将改变。但 只要在L两端并上一个可变电容器，并令与C2为固定电容，则在调整频率时， 基本上不会影响反馈系数。2.3克拉波电路振荡器克拉泼电路时一种高稳定度的LC震荡电路，电路图如下:3）原理电路0）交流等效
7、电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C3，其取值比较小，要求C3 C1，C3C,C, C/C=1/81/2 的条件，故6234623取 C4 =75pf取 C680pf，则 C680pf。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。3.3西勒振荡器电路图:如图，下图为西勒电路振荡器的电路图，是Protel软件画出的，Protel软 件是一款功能强大的原理图绘制及PCB制作软件。可以方便快捷的进行原理图的 绘制：Multisim是一个专门用于电子线路设计与仿真的EDA工具软件，它是加拿 大 IIT 公司(Interactive Im
8、age Technologise Ltd.)推出的继 EWB 之后的版 本。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的 仿真分析能力。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快 速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。学生可以很方便地把刚刚学到的理论 知识用计算机仿真真实的再现出来，并且可以用虚拟仪器技术创造出真正属于自 己的仪表。Multisim软件特点：(1) 直观的图形界面：整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所 需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将 它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形 和特性曲线如同在真实仪器上看到的一样。(2) 丰富的元器件库：Multisim大大扩充了 EWB的元器件库，包括基本元 件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC及其他各种部件， 且用户可通过元件编辑器自行创建或修改所需元件模型，还可通过liT公司网站 或其代理商获得元件模型的扩充和更新服
