1、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
2、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
3、器构成参数 设： 、 、 为纯电抗元件beZcbc= =-fVbe= =- =-vFcebcebX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: =0fLC21C= 串 串 ， 时：1312C、302Lf即：调整 不影响 ，起振条件与考毕兹相同。C0f另外：若 过小，回路能量下降，不利于起振。3起振条件可推导为： QLhChiefe213可见： ，故频率覆盖系数下降，且3fe
4、h。.12LHf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： 3021LCf2.3 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
5、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。3C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3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：5C图 a图 b图 c图 d图 e图 a： 为 0%，即 =0pF；5C5图 b: 为 25%,即 =7.5pF；55图 c: 为 50%,即 =15pF；55图 d: 为 75%,即 =22.5pF；5C5图 e: 为 100%,即 =30pF；55从以上震荡波形可知
6、，随着 的逐渐增大，震荡波逐渐稳定。当 较小时，如图 a、5C5C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，5 5一般应较大些。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 年4、高吉祥，高频电子线路，电子工业出版社，2003 年5、清华大学通信教研组，高频电路，人民邮电出版社，1980 年6、姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2003 年7、姜威，使用电子系统设计基础，北京理工大学出版社，2008 年 1 月8、王松武，电子创新与实践，国防工业出版社，2005 年
