改进型三点式LC正弦波震荡电路设计说明.doc

.. .. .. 专业技术资料 改进型三点式LC正弦波震荡电路设计 姓 名 班 级 学 号 指导 教师 摘要：振荡器的种类很多，适用的范围也不相同，但它们的基本原理都是相同的，都由放大器和选频网络组成，都要满足起振，平衡和稳定条件。本次课程设计要求振荡器的输出频率为10Mhz，属于高频范围。所以选择LC振荡器作为参考对象，再考虑输出频率和振幅的稳定性，最终选择了克拉泼振荡器。通过ORCAD的设计与仿真，Protel绘制PCB版图，得到了与理论值比较相近的结果，这表明电路的原理设计是比较成功的，本次课程设计也是比较成功的。 关键词：平衡条件；克拉泼振荡器；ORCAD； Protel；仿真 1 基本原理电路 1.1 振荡器的概述 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，还需要有在没有激励信号的情况下产生周期性振荡信号的电子线路，这种电子线路就是振荡器。 振荡器是一种能量转换器，它不需要外部激励就能自动地将直流电源共给的功率转换为制定频率和振幅的交流信号功率输出。振荡器一般由晶体管等有源器件和某种具有选频能力的无源网络组成。 振荡器的种类很多，根据工作原理可分为反馈型振荡器和负阻型振荡器，根据所产生的波形可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器；根据选频网络可分为LC振荡器﹑晶体振荡器﹑RC振荡器等 1.2 振荡器组成原则 三点震荡器一般形式 振荡器的三极分别与回路的三点相连接，故称三点式振荡器。 1.3 振荡器构成参数 设：、、为纯电抗元件 ==- ==-=- 负号表示产生180o相移，与Vbe和Vce间的180o相移合成为360o相移，满足正反馈条件。 为此，Xce与Xeb必为同名电抗，而Xcb须是Xce与Xeb的异名电抗。 2 改进型原理电路 2.1 串联改进型电容三点式振荡器（克拉泼电路） 克拉泼电路 其中: = C=串串，时： 即：调整不影响，起振条件与考毕兹相同。 另外：若过小，回路能量下降，不利于起振。 起振条件可推导为： 可见：，故频率覆盖系数下降，且 。 此种电路，优点：除考毕兹电路优点外，且频率易于调整。 缺点：频率覆盖系数小，振幅不匀，起振较难。 2.2 改进型三点式电容振荡器应用电路 克拉泼基本应用电路 电路的特点是在共基电容三点式振荡器的基础上，用一电容C3串联于电感支路。 功用主要是以增加回路总电容和减小管子与回路检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为可调电容远小于C1或C2，所以电容串联的等效电容约为C3.电路的振荡频率为： 2.3 改进型振荡器实例电路 克拉泼实例电路 与共基电容三点式振荡器电路相比，在电感支路上串连一个电容。但它有以下特点： 1、振荡频率改变不影响反馈系数： 2、震荡幅度比较稳定： 3、电路中为变电容，调整它可一定范围内调整震荡频率。 但不能太小，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，克拉泼振荡器适合作固定频率振荡器。 3 电路实例仿真 3.1 克拉泼仿真电路 克拉泼仿真电路 3.2 仿真电路输出振荡波 克拉泼震荡波 改变后，震荡波输出如下所示： 图a 图b 图c 图d 图e 图a：为0%，即=0pF； 图b: 为25%,即=7.5pF； 图c: 为50%,即=15pF； 图d: 为75%,即=22.5pF； 图e: 为100%,即=30pF； 从以上震荡波形可知，随着的逐渐增大，震荡波逐渐稳定。当较小时，如图a、图b,震荡波不太稳定；当较大时，如图d 、图e，震荡波比较稳定。因此，不能太小，一般应较大些。 从这些输出的震荡波可知：改进后的电路波形比原本电容三点式振荡器稳定度高了很多，晶体管一部分接入形式与回路连接，接入系数p越小，耦合月弱，减弱了晶体管对回路的影响。 致谢 在本论文的写作过程中，我的导师齐怀琴老师倾注了大量的心血，从选题到开题报告，从写作提纲，到一遍又一遍地指出每稿中的具体问题，严格把关，循循善诱，在此我表示衷心感谢。同时我还要感谢在我学习期间给我极大关心和支持的各位老师以及关心我的同学和朋友。 写作毕业论文是一次再系统学习的过程，毕业论文的完成，同样也意味着新的学习生活的开始。 参考文献 1、于洪珍，《通信电子线路》，清华大学出版社。2005年6月 2、沈伟慈，《高频电路》，西安电子科技大学出版社，2000年 3、张肃文，《高频电子线路》，高等教育出版社，1993