电容三点式振荡器的设计

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1、学号：07091310512010-2011学年第1学期专业综合设计报告题目：电容三点式振荡器的设计专业：电气工程系通信工程班级：07通信工程姓名：王子廷指导教师：鲍尚东成绩：电气工程系2010年11月28日课程设计任务书学生班级：07通信工程学生姓名：王子廷学号：0709131051设计名称：电容三点式振荡器的设计起止日期：2010.11.21--2010.11.28指导教师：鲍尚东设计要求：a)原理图设计。1．原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确，端了要不得有标号。2．图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正

2、确标明。3．原理图要完整，CPU，外围器件，扩器接口，输入/输出装置要一应俱全。b)程序设计1．根据要求，将总体项能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。2．根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设直出完整的程序流程图。c)设计说明书1．原理图设计说明简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。2．程序设计说明对程序设计总体功能及结构进行说明，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。一、设计实验目的1、理解LC三点式振荡器的工作原理，掌握其振荡性

3、能的测量方法。2、理解振荡回路Q值对频率稳定度的影响。3、理解晶体管工作状态、反馈深度、负载变化对振荡幅度与波形的影响。4、了解LC电容反馈三点式振荡器的设计方法。二、实验原理三点式振荡器的交流等效电路如图4-1所示。图中，为谐振回路的三个电抗。根据相位平衡条件可知，必须为同性电抗，相比必须为异性电抗，且三者之间满足下列关系：(4-1)这就是三点式振荡器相位平衡条件的判断准则。在满足式(4-1)的前提下，若呈容性,呈感性，则振荡器为电容反馈三点式振荡器；若呈感性，呈容性，则为电感反馈三点式振荡器。下面以“考毕兹”电容三点式振荡器为例分

4、析其原理。图4-1三点式振荡器的交流等效电路图4-2“考毕兹”电容三点式振荡器1、“考毕兹”电容三点式振荡器工作原理“考毕兹”电容三点式振荡器电路如图4-2所示，图中L和C1、C2组成振荡回路，反馈电压取自电容C2的两端，Cb和Cc为高频旁路电容，Lc为高频扼流圈，对直流可视为短路，对交流可视为开路。显然，该振荡器的交流通路满足相位平衡条件。若要它产生正弦波，还必须满足振幅条件和起振条件，即：式中为电路刚起振时，振荡管工作状态为小信号时的电压增益；为反馈系数，只要求出二者的值，便可知道电路有关参数与它的关系。为此，我们画出图4-3所示

5、的Y参数等效电路。若忽略晶体管的内反馈，即,可得图4-4为LC并联谐振回路折合到晶体管端的等效谐振电导，即图4-3“考毕兹”电容三点式振荡器Y参数等效电路图4-4简化等效电路由图4-4可求出小信号工作状态时电压增益和反馈系数分别为(4-3)式中，若忽略各个g的影响，电路的反馈系数为(4-4)由式(4-2)可得起振条件为(4-5)故有(4-6)上式即为振荡器起振的振幅条件。为了进一步说明起振的一些关系，可将式(4-6)变换为(4-7)式(4-7)第一项表示输出电导和负载电导(这里未考虑负载电导)对振荡的影响，F越大，越容易起振。第二项表

6、示输入电导对振荡的影响，和F越大，越不容易起振。可见，考虑到晶体管输入电导对回路的加载作用时，反馈系数F并不是越大越容易起振。由式(4-7)可知，在晶体管参数一定的情况下，可以改变和负载电导及F来保证起振。F一般取0.1~0.5。2、振荡管工作状态对振荡器性能的影响对于一个振荡器，在其负载阻抗及反馈系数F已经确定的情况下，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振幅大小，波形好坏）有着直接的影响。工作点偏高，振荡管工作范围易进入饱和区，输出阻抗的降低将会使振荡波形严重失真，严重时甚至使振荡器停振；工作点偏低，避免了晶体管工作范

7、围进入饱和区，对于小功率振荡器，一般都取在靠近截止区，但不能取得太低，否则不易起振。由式(4-3)可知，实际的振荡电路在确定之后，其振幅的增加主要是靠提高振荡管的静态电流值，静态电流越大，输出幅度越大。但是如果静态电流取得太大，不仅会出现波形失真现象，而且由于晶体管的输入电阻变小同样会使振荡幅度变小。实际中静态电流值一般取0.5mA～1mA。3、振荡器的频率稳定度频率稳定度是振荡器的一项重要技术指标，它表示在规定的时间间隔内和规定的温度、湿度、电源电压等变化范围内，振荡频率的相对变化量。振荡频率的相对变化量越小，振荡器的频率稳定度越高

8、。要改善振荡频率稳定度，必须减小振荡频率随温度、负载、电源等外界因素影响的程度。振荡器的电路结构和振荡回路是决定振荡频率稳定度的主要因素，因此，改善振荡频率稳定度的主要措施一是改善电路结构，减小电路分布参数对频率稳定度的