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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2014年 1月 10日目录一、设计任务与要求 1二、设计方 案. 1电感反馈式三端振荡 器. . . 1电容反馈式三端振荡 器. . . 22.3 克 拉 波 电 路 振 荡 器. . . 3西勒电路振荡 器. . . 4三、设计内 容. . 5LC 振荡器的基本工作原 理 .5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7西勒振荡器原理图.8仿真结果与分析. . 83.4.1软件简介83.4.2 进行仿真93.4.3
2、 仿 真 结 果 分析1111主要参考文.13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
3、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(Q原
4、理电路3)衣济等敷电路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：h L + M 1 1 -h h L +M hie oe 2fe式中， h 为考虑震荡回路阻抗后的晶体管等效输出导纳， h =h +(1/ R )oe oe oe p此处R为输出回路的谐振阻抗。震荡频率：f竺 112n.TU 2.-C(L + L + 2M )1 2电感反馈震荡电路的优点是：由于L和L之间有互感存在，所以容易12 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
5、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L和L上的分布电容和晶体管的极间电容均并联于L与L两1 2 1 2端，这样，反馈系数F随频率变化而变化。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：u.c(a)和里电路交流等效电路反馈系数F的表达式F a CiC +C12不考虑各极间电容的影响，这时谐振回路的总电容量为C、c的串联
6、,12即11 1 + - C C12振荡频率的近似为11f 弋_2%LC c - CC2n |C +CY 12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，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 C 或 C 来改变震荡频率时，反馈系数也将改12变。但只要在L两端并上一个可变电容器，并令C与C为固定电容，则在12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:%斶原理电路Q）交溢等效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4 6 2 3 4 6 2 3件，故取 C=680pf，则 C=680pf。23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。西勒振荡器电路图：如图，下图为西勒电路振荡器的电
