3206. 正弦波振荡器的设计 高频电子线路课程设计

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1、课程设计题目：正弦波振荡器系别：电子信息工程系专业：应用电子技术班级：07电技1班姓名：学号：指导教师：11完成时间：09年06月课程设计任务书系别：电子信息工程系专业：应用电子技术班级：07电技1班组员：课程设计题目：正弦波振荡器课程设计任务及要求：一、设计任务设计一正弦波振荡器二、基本要求（1）要求设计一个正弦波振荡器，输出频率大于7KHz。（2）利用三点式振荡器原理产生正弦波信号（3）波形无明显失真三、说明（1）三极管采用2N2222，2N2222是一个NPN型小功率三极管，其耐压为60V电流为0.6A（2）直流稳压电源采用三

2、端集成稳压（LM7812）指导老师：11二、指导教师意见：11评语：成绩：指导教师签字：年月日11正弦波振荡器的设计摘要:从结构上看，正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带有选频网络的正反馈放大电路.分析LC电容三点式的特性，根据正弦波振荡电路的两个条件，即振幅平衡与相位平衡，来选择合适的放大电路指标，来构成一个完整的振荡电路.很多应用中都要用到范围可调的LC振荡器，它能够在电路输出负载变化时提供近似恒定的频率、几乎无谐波的输出.电路必须提供足够的增益才能使低阻抗的LC电路起振，并调整振荡的幅度，以提高频率稳定性，减小THD（总谐波

3、失真）.关键词:正弦波；振荡电路一、方案设计与论证选频网络放大器A输出正反馈网络F振荡器框图（图1）要实现正弦波振荡器有两种最常用的方式：一是RC正弦波振荡器，二是LC正弦波振荡器.常用的RC振荡器有：RC桥式振荡电路和移相振荡电路，而LC振荡器的电路种类比较多，根据不同的反馈方式，又可分为互感反馈振荡器，电感反馈三点式振荡器，电容反馈三点式振荡器，其中互感反馈易于起振，但稳定性差，适用于低频，而三点式振荡器稳定性好，输出波形理想，振荡频率可以做得较高.选择电容反馈三点式振荡器，而电容反馈三点式振荡器又分为考毕兹振荡器，克拉波振荡器

4、，西勒振荡器.振荡器是一种能量转换器，由晶体管等有源器件和具有选频作用的无源网络及反馈网络组成，其框图如图（1）所示.方案一：运用RC振荡器实现设计所需.方案二：运用LC振荡器当中的考毕兹振荡器，克拉波振荡器，西勒振荡器某一种电路实现设计所需.虽然两种方案都可以实现7KHZ频率输出，但是RC振荡器采用的选频网络的选频作用比LC振荡器中的谐振回路差很多，因此选择方案二.经过用仿真软件分别测试考毕兹振荡器，克拉波振荡器，西勒振荡器的输出波形，西勒振荡器的输出波形是最好的，所以选择西勒振荡器作为本次设计的最终方案.（1）从结构上来看，正弦

5、波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正反馈放大电路.图2表示接成正反馈时，放大电路在输入信号Xi=0时的方框图，改画一下，便得图3.由图可知，如在放大电路的输入端外接一定频率、一定幅度的正弦波信号Xa，经过基本放大电路和反馈网络所构成的环路传输后，在反馈网络的输出端，得到反馈信号Xf，如果Xf与Xa在大小和相位上一致，那么，就可以除去外接信号X11a，而将1、2两端连接在一起（如图中的虚线所示）而形成闭环系统，其输出端可能继续维持与开环时一样的输出信号.︱AF︳=AF=1①φa+φf=2nπ，n=0，1，2，…②式①称为振幅

6、平衡条件，而式②则称为相位平衡条件，这是正弦波振荡电路产生持续振荡电路产生持续振荡的两个条件.值得注意的是，无论是负反馈放大电路的自激条件（–AF=1）或振荡电路的振荡条件（AF=1），都是要求环路增益等于1，不过，由于反馈信号送到比较环节输入端的＋、－符号不同，所以环路增益各异，从而导致相位条件不一致.图2图3振荡电路的振荡频率是由式②的相位平衡条件决定的.一个正弦波振荡电路只在一个频率下满足相位平衡条件，这个频率就是，这就要求在AF环路中包含一个具有选频特性的网络，简称选频网络.它可以设置在放大电路A中，也可设置在反馈网络F中，

7、它可以用R、C元件组成，也可用L、C元件组成.用R、C元件组成选频网络的振荡电路称为RC振荡电路；一般用来产生1Hz～1MHz范围内的低频信号.由于正弦波振荡电路中的放大器件是工作在线性区，因此在分析中，可以近似按线性电路来处理.（2）电容三点式原理：其原理电路如图4所示，由图可见，C1、C2、L并联谐振回路构成反馈选频网络，并联谐振回路三个端点分别与晶体管的三个电极相连接，对于振荡管而言，其集电极电压vo与基极输入电压是反相的，二者相差180°，为了满足振荡系统的相位平衡条件，反馈系数F也须产生180°11电容三点式原理图（图4）

8、相位差，为此C1与C2必须性质相同，即为同名电抗元件，则L与C1、C2必须为异性质电抗元件，从而符合三点式振荡电路组成法则，故满足振荡的相位平衡条件.由于反馈信号取自电容C2两端电压，故称为电容反馈三点式LC振荡器，简称电容三点式振荡