高频正弦波振荡器的设计

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1、洛阳理工学院计算机与信息工程系2012届通信工程专业课程设计报告计算机与信息工程系《高频电子线路》课程设计报告专业通信工程班级学号姓名完成日期2014年12月26日指导教师评语：成绩：批阅教师签名：批阅时间：第21页洛阳理工学院计算机与信息工程系2012届通信工程专业课程设计报告课程设计一高频正弦波振荡器1.高频正弦波振荡器的设计内容及要求(1)设计任务在本次课程设计中采用了Multisim仿真软件对高频正弦波振荡器进行设计及绘制，模拟仿真。从理论上对电路进行了分析。选择合适的预案器件，设计出满足要求的高频正弦波振荡器。(2)设

2、计要求a.设计一个高频正弦波振荡器，要求振荡频率为5MHz,相对准确对≤2‰。b.用Multisim画出电路图且进行仿真，并用示波器和频率计得到仿真结果。图中三极管为9018（Multisim库中可用2N3390替换）0.01μF电容为10nF。示波器和频率计加在RL两端。2.设计原理振荡器主要分为RC，LC振荡器和晶体振荡器。其中电容器和电感器组成的LC回路，通过电场能和磁场能的相互转换产生自由振荡。要维持振荡还要具有正反馈的放大电路，LC振荡器又分为变压器耦合式和三点式振荡器。振荡器的作用主要是将直流电变交流电。它有很多用途

3、，在无线电广播和通信设备中产生电磁波；在微机中产生时钟信号；在稳压电路中产生高频交流电。 要求产生高频正弦波，所以选用电容三点式电路，进一步考虑从而选用并联改进型电容三点式振荡器（西勒电路），因为它具有输出波形不易失真，作为可变f0振荡器使用非常方便，而且幅度平稳，频率稳定性高，最高振荡频率可达百兆至千兆等特点。电路设计原理框图如图2-1所示：选频网络放大网络滤波网络正反馈网络图2-1 正弦波振荡器原理框图3.系统设计LC振荡部分是由晶体管组成的电容三点式振荡器，所用改进型电路即西勒电路，c1对交流短路，因此是基极接地（共集）电

4、路。对于振荡电路选择共集组态主要考虑电容5c的改变来调节频率，因为变容二极管加反向偏置电压和调制电压，需要有公共接地点，通常选用共基电路在电路连接上比较方便，晶体管的静态工作点由Rb1、Rb2、Rc、Re决定。整体电路如图3-1所示；第21页洛阳理工学院计算机与信息工程系2012届通信工程专业课程设计报告图3-1整体电路原理图4.各个模块设计(1)滤波网络模块滤除电源中的交流成分使外加电源中只含有直流成分，因为振荡器所要求的加在电路上的电能是直流电能，而实际电源很难达到纯粹的直流，所以需要加这样一个电路将其中可能的交流成分滤除。

5、(2)放大网络模块放大网络就是通过加在基极的直流电压来控制集电极的电压输出。放大网络对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益，对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。(3)选频网络模块选频网络由电感及电容组成的选频网络分为两类，一类是串联谐振回路，另一类是并联谐振回路，回路谐振时，电感线圈中的磁能与电容中的磁能周期性的转换着。电抗元件不消耗外交电动势能量。外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路中的等幅振荡。所以在串联谐振时，回路中电流达到最大值，并联谐振中，负载电压达到最大值。图4-3选频网络模块(4)正反馈网络模块反馈，是

6、指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，第21页洛阳理工学院计算机与信息工程系2012届通信工程专业课程设计报告进而影响系统功能的过程，即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。正反馈使输出起到与输入相似的作用，使系统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。5.系统调试与性能分析(1)仿真电路本次设计仿真电路如图5-1所示：图5-1高频正弦波振荡器仿真图(2)仿真运行结果第21页洛阳理工学院计算机与信息工程系2012届通信工程专业课程设计报告图5-2示波器和频率计的显示结果(2)调试结果如仿真

7、结果所示，调整好静态工作点后，观测动态波形并测量电路的性能参数，振荡器能够起振，最终达到振荡频率为5MHz。6.设计过程中遇到的问题及解决方法在仿真的过程中，经常遇到不能产生波形，或者波形出现失真，说明电路不起振。这需要我们去分析，对电路元件参数不断进行调整，并最终得到结果。 在波形出现饱和失真时，要减小cR的值，消除饱和失真。7.设计体会在这个设计当中，我学会了振荡电路的一些基本内容和基本理论知识。首先分析了振荡器的工作原理，并画出了原理图以及仿真电路图。然后是对电路参数的设计，使其能够达到震荡频率的要求。在设计电路元件参数的

8、时候，首先要计算是否符合振荡电路的起振条件和平衡条件。这分别包含振幅条件和相位条件。由于受实际条件所限，我利用了仿真软件Multisim来对自己的设计电路图进行仿真。在仿真的过程中，我对正弦波震荡电路有了更进一步的了解。通过这次课程设计，让我更深刻的理解了课本知