射频频率源的综合设计论文..docx

频率源设计实验（论文） 题 目：基于电路基础的频率源设计实验 学 院：机电学院 专 业：武器系统与工程 专业班级 学 号：1120120238 学生姓名：陈汉 指导教师：孔昭德 起止时间：2014.9.29—2015.1.19 设计（论文）任务及评语 院（系）：机电学院 学号 1120120238 姓名 陈汉 专业班级设计（论文）题目 基于电路基础的频率源设计 实 验 的 目 的 及 意 义 通过复习三极管放大电路的基础知识，并在此基础上了解了自激振荡电路的原理。再通过自己分析计算，掌握了设计一个简单频率源的完整方法。亲自焊接电路板也锻炼了动手操作能力。理论与实践的结合也让我认识到了严谨的工作态度对于从事科研工作的重要性。最后几周的电路组装和调试也让我积累了一些实际操作的经验，极大锻炼了分析和解决实际电路问题的能力，这一切对我来说都是从无到有，收获很大。 设计 （论文）任务 晶体三极管振荡电路设计要求： ?输出频率在10MHZ-30MHZ之间 ?输出为正弦振荡波形，输出电压峰峰值 ?输出波形的频稳度要求在之间 目录 摘要1 基本原理简介 1 自激振荡原理1 自激振荡的建立和形成4 RC串并联式正弦振荡器5 实际工作叙述7 数据收集10 心得体会12 PAGE \* MERGEFORMAT PAGE \* MERGEFORMAT 4 摘要 本文通过正弦信号发生器的基本原理介绍，实际工作过程的分步介绍（方案选择，电路类型，原理框图，选择器件，设计计算，电路原理图，安装调试等）以及数据收集和心得体会，全面展示了自己在孔老师的《基于电路基础的频率源设计》这一实验课中的实践成果以及感悟。 实验基本原理简介 由于输出的是最简单的正弦波，再此只对正弦波振荡电路的原理做出简介。不需要外加激励信号，电路就能产生输出信号的电路称为信号发生电路或波形振荡器。其中能产生正弦波输出信号的电路称为正弦波发生电路或正弦振荡器。 一、自激振荡原理 信号发生电路能产生各种波形的输出信号，都是基于自激振荡原理。自激振荡原理的方框图如图1所示： 图1（X为电量：电压或电流） 它是由基本放大器A和正反馈网络F组成的闭合正反馈环路。 A和F分别为基本放大器和反馈网络的正向传输函数，即： + + 图1中的 为相加器， 因此图1的输出： 由于自激振荡是一种没有输入（ ）,仍有一定大小输出（ 非零值）的电路，因此，由式（3）必须有： 即： 自激振荡器是由放大器A和反馈网络F组成的闭合环路，其 能形成自激振荡须满足： 相位条件是产生自激振荡的必要条件，即反馈信号 必须与放大器A的输入信号 同相（正反馈），幅度条件则是自激产生的充分条件，两者缺一不可。 2、环路增益函数T 由A 和 F组成的闭合环路，若在环路中的某一处断开，分别作为环路的输入和输出，它们的比值就是环路增益函数，即： 由于是闭合环路，原则上在哪处断开都可以。 对于图1所示的方框图，由于 ，若取相加处为环路的起始和终点，则有： 所以自激振荡条件又可用环路增益函数表示： 或 式（6）（7）说明：当反馈网络的输出 从相位和幅度大小上完全等同于放大器输入 时，自激振荡形成，电路有输出 。 3、正弦波发生电路的输出是单一频率的正弦波，因此由图1电路实现正弦振荡的条件是满足式（5）或式（7）的频率应该是唯一的所以闭合环路中的反馈网络F通常为具有选频特性的。选频特性的Q值越高，则电路产生的正弦波越纯、越好。利用式（5）或式（7），我们可以分析求解出正弦波发生电路的振荡频率和起振条件。 二、自激振荡的建立和形成 1、由闭合环路组成的自激振荡器，其振荡产生的起始信号来自于电路中的各种起伏和外来扰动，例如电路接通电源瞬间的电冲击、电子器件的噪声电压等等，这些电信号中含丰富的频率成分，经选频网络 选出某频率的信号输送至放大器A放大后，经F网络反馈后再放大，……，反复循环直至电路的输出Xo由小至大。最后建立和形成稳定的波形输出。 2、为使振荡器的输出稳定在一定的幅度，放大器A必须为具有非线形传输特性的，如图3(a)所示。一般，反馈网络的传输特性为线形的，如图3(b)。 RC串并联式正弦振荡器 又称文氏电桥振荡器，如图6(a)所示，其中A放大器由同相运放电路组成，图6(b)，因此： F网络由RC串并联网络组成，由于运放的输入阻