高频课程设计-高频电感三点式正弦波振荡器

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1、武汉理工大学课程设计说明书目录摘要11设计目的及任务要求21.1设计目的21.2任务要求21.3软件简介22理论基础32.1振荡器32.2三点式振荡器32.3电感三点式（哈特莱）振荡器42.4振荡器工作原理53电路设计63.1设计概述63.2电感振荡部分73.3输出缓冲级部分83.4整体电路94仿真结果105结果分析13心得体会14参考文献1515武汉理工大学课程设计说明书摘要振荡器（英文：oscillator）是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。其构成的电路叫振荡电路，能将直流信号转换为具有

2、一定频率的交流电信号输出。振荡器的种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合,可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点,是一种广泛应用的振荡电路,其工作频率可达到几百兆赫。本文将围绕高频电感三点式正弦波振荡器进行具有具

3、体功能的振荡器的理论分析与设计。关键词：高频电感三点式正弦波振荡器缓冲级15武汉理工大学课程设计说明书1设计目的及任务要求1.1设计目的培养较为扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力；加深对电路器件的选型及电路形式的选择的了解；提高高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力；强化使用实验仪器进行电路的调试检测能力。1.2任务要求1、采用晶体三极管或集成电路、场效应管构成高频电感三点式正弦波振荡器；2、额定电源电压5.0V，电流1～3mA；输出频率8MHz（频率具较大的变化范围）；3、通过跳线可构成发射极接地、基极

4、接地及集电极接地振荡器；4、有缓冲级，在100欧姆负载下，振荡器输出电压≥1V(D-P)；1.3软件简介本次设计将主要使用Multisim10软件进行仿真。Multisim10是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力。Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。凭借Multisim，可以立即创建具有完整组件库的电路

5、图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。15武汉理工大学课程设计说明书2理论基础2.1振荡器振荡器是一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号能量的转换电路，根据其结构特点主要分为RC，LC振荡器和晶体振荡器。其中采用RC网络作为选频移相网络的振荡器统称为RC正弦振荡器,属音频振荡器；而采用LC振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器称为LC振荡器。至于晶体振荡器，则是使用石英晶体作为主要谐振器件的振荡器。在本次设计实验中，我们主要研究的是LC三点式振荡器。LC振荡器可以分为如下几类：变压器耦

6、合式：单管LC正弦振荡器；差分对管LC正弦振荡器；三点式：电容三点式(考毕兹)振荡器；电感三点式(哈特莱)振荡器；改进三点式：克拉泼振荡器；西勒振荡器；2.2三点式振荡器三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合,可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点,是一种广泛应用的振荡电路,其工作频率可达到几百兆赫。根据具体元件选择与接法的不同又可以分为电容三点式振荡器（考毕兹振荡器）与电感三点式（哈特莱振荡器）两种，其主要特点如下：

7、电容三点式：反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形好，接近正弦波。反馈系数因与回路电容有关，如果用该变回路的方法来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。电感三点式：便于用改变电容的方法来调整振荡频率，而不会影响反馈系数，但是反馈电压中高次谐波分量比较多，输出波形差。15武汉理工大学课程设计说明书2.3电感三点式（哈特莱）振荡器电感三点式振荡电路是指原边线圈的3个段分别接在晶体管的3个极。又称为电感反馈式振荡电路或哈特莱振荡电路。其典型电路图与交流等效电路图如下图所示：图2.3.1-电感三点式（哈特莱）振

8、荡电路图2.3.2-电感三点式振荡器交流等效电路该电路具有如下特点：1.易起振；2.调节频率方便。3.输出波形较差。15武汉理工大学课程设计说明书2.4振荡器工作原理电感三点式振荡器的原理电路如图2.3.1所示，图2.3.2是其交流等效电路。图2.3.2中，Rb1、Rb2和Re为分压式偏置电阻；Cb和Ce分别为隔直流电容和旁路电容；L1、L2和C组成并联谐振回路，作为集电