克拉泼改进型电容三点式振荡器.doc

目录 前言 1 工程概况 1 正文 1 3.1设计的目的和意义 1 3.1.1设计目的 1 3.1.2设计意义 1 3.2克拉泼电容三点式振荡电路的基本原理 1 3.2.1 振荡器组成原则 1 3.3.2改进型电容三点式（克拉泼振荡器）的由来 2 3.2.3 克拉泼振荡器的电路分析 2 3.2.4克拉泼振荡器的起振条件 3 3.2.5克拉泼振荡器的振荡频率 3 3.2.6克拉泼振荡器的电容参数影响 4 3.3设计方法和内容 5 3.3.1电容三点式和改进型电容三点式仿真比较 5 3.3.2克拉泼振荡器电容参数改变对波形的影响 7 3.5结论 7 致谢 8 参考文献 8 前言 振荡器用于产生一定频率和幅度的信号，它不需要外加输入信号的控制，就能自动的将直流电能转化为所需要的交流能量输出。振荡器的种类很多，根据产生振荡波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波震荡器。正弦波振荡器从组成原理来看，可分为反馈振荡器和负阻振荡器。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。以LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器称为LC正弦振荡器。三点式振荡器属于LC振荡器的一种，由于电容三点式频率调节不便引起电路工作性能的不稳定该电路只适宜产生固定频率的振荡、与的性质必须相反振荡器才能起振。 3.3.2改进型电容三点式（克拉泼振荡器）的由来 在电容三点式电路中，要减小极间电容在回路总电容中的比重，可以采用部分接入的方法。一种电容三点式振荡器的改进型电路——克拉泼振荡器就是从这一点出发得到的。在电容三点式振荡器电路的回路中仅多加一个与、相串联的电容即构成了克拉泼振荡器。 3.2.3 克拉泼振荡器的电路分析 (a) 实际电路 (b)交流通路 图3-2 克拉泼振荡器原理图 图1（a）和（b）分别是克拉泼振荡器的实际电路和相应的交流通路。由图3-2（a）可知，克拉泼电路与电容三点式电路的差别，仅在回路中多加一个与、相串联的电容。通常取值较小，满足，，回路总电容主要取决于。而回路中的不稳定电容主要是三极管的极间电容、、，它们又都直接并接在、上，不影响值，结果是减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，而且越小，这种影响就越小，环路增益就越小，回路标准性就越高。实际情况下，克拉泼电路的频稳度大体上比电容三点式电路高一个量级，达。 3.2.4克拉泼振荡器的起振条件 （a）克拉泼电路 （b）开环电路 图3-3克拉泼电路及其开环电路 在如图（a）所示的克拉泼电路中，、的串联支路呈感性，符合三点式电路的组成法则，即与发射极连接的为和，而不与发射极连接的为感性电抗。该电路满足相位平衡条件。在×处断开，可以得到如图（b）所示的开环电路。它的反馈网络的反馈系数保持不变，仍为，，不同的仅是需要通过和的电容分压网路折算到集电极上，折算后的数值为（或），其中。因此，该电路的振幅起振条件为 其中，。 3.2.5克拉泼振荡器的振荡频率 克拉泼振荡电路是在电容三点式振荡电路的基础上，采用和的串联电路代替原来的而构成的。由图3-2（b）可知，在工作频率上，与串联支路应等效为一个电感，和以及并接在，上的，只是整个回路电容的一部分，晶体管以部分接入的方式与回路联接，这样就减弱了晶体管与回路的耦合。由于，，因而回路总电容近似等于，振荡器的振荡频率为 显然，管子的结电容对的影响是很小的，而且越小，结电容对振荡频率的影响就越小。但是，由于，只是整个振荡回路的一部分，晶体管是以部分接入的方式与回路连接，减弱了晶体管与回路之间的耦合。而晶体管的电压反馈系数为：。 如果设回路L两端的等效负载为，则折合到集电极回路作为集电极负载电阻: 为回路总阻抗反映到管子ce端的接入系数，其值为 可见减小也减小，从而导致放大倍数下降，会影响起振条件。 由于通过改变来改变振荡频率的同时会影响负载电阻变化，进而影响振荡器的性能，故克拉泼振荡器不适合用作频率可变振荡器。 3.2.6克拉泼振荡器的电容参数影响 如图3-2（a）所示，在电容三点式振荡电路中接入后，虽然振荡器的反馈系数不变，但是接在两端的电阻折算到振荡管集基极间的数值（设为）减小，其值为 式中，是、和包括各极间电容在内的总电容。因而，放大器的增益亦即环路增益将相应减小。显然，越小，环路增益就越小。可知，在这种振荡电路中，减小来可提高回路标准性。但取值过小，振荡器就不会满足振幅起振条件而停振。 3.3设计方法和内容 3.3.1电容三点式和改进型电容三点式仿真比较 图3-4