電感三點(diǎn)式正弦波振蕩電路.doc

1、20152016學(xué)年 第二學(xué)期高頻電子線路課程 設(shè) 計(jì)任務(wù)書題 目 電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)院 系 電氣學(xué)院班級14 級通信工程（ 2 ）班姓名黃江濤況友杰劉磊魯杰倪靖劉丙晟指導(dǎo)教師王銀花周珍艮電氣工程學(xué)院2016年 6月 18日高頻電子線路任務(wù)書課題名稱電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師（職稱）周珍艮（副教授）王銀花（講師）執(zhí)行時(shí)間2015 2016學(xué)年第二學(xué)期第16周學(xué)生姓名學(xué)號承擔(dān)任務(wù)黃江濤1409131078電路設(shè)計(jì)及電路的仿真況友杰1409131079資料整理及原理分析劉丙晟1409131080電路圖制作劉磊1409131082資料整理及參數(shù)計(jì)算魯杰1409131082參數(shù)計(jì)算

2、及器件選擇倪靖1409131083原理圖繪制1.從理論上分析振蕩器的各個(gè)參數(shù)及起振條件。設(shè)2.設(shè)計(jì)高頻振蕩器，選取電路各元件參數(shù)，使其滿足起振條件及振計(jì)幅條件。要3.電源電壓 12V,工作頻率 2M-4MHz ，輸出電壓1V ，頻率穩(wěn)定度較求高要求設(shè)計(jì)說明書 1 份，不少于器的原理、設(shè)計(jì)電路、相關(guān)軟件2000 字，應(yīng)包含電感三點(diǎn)式正弦波振蕩Multisim10 介紹、仿真電路、仿真設(shè)波形分析。計(jì)成果摘要振蕩器（英文： oscillator）是用來產(chǎn)生重復(fù)電子訊號（通常是正弦波或方波）的電子元件。其構(gòu)成的電路叫振蕩電路， 能將直流信號轉(zhuǎn)換為具有一定頻率的交流電信號輸出。振蕩器的種類很多，按振蕩激

3、勵(lì)方式可分為自激振蕩器、他激振蕩器；按電路結(jié)構(gòu)可分為阻容振蕩器、電感電容振蕩器、晶體振蕩器、音叉振蕩器等；按輸出波形可分為正弦波、方波、鋸齒波等振蕩器。廣泛用于電子工業(yè)、醫(yī)療、科學(xué)研究等方面。三點(diǎn)式振蕩器是指LC 回路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管的三個(gè)電極分別連接而組成的一種振蕩器。 三點(diǎn)式振蕩器電路用電容耦合或自耦變壓器耦合代替互感耦合 , 可以克服互感耦合振蕩器振蕩頻率低的缺點(diǎn) , 是一種廣泛應(yīng)用的振蕩電路 , 其工作頻率可達(dá)到幾百兆赫。本文將圍繞高頻電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器進(jìn)行具有具體功能的振蕩器的理論分析與設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞 ：高頻；電感三點(diǎn)式；正弦波；振蕩器；緩沖級目錄摘要2目錄2第一章正弦波振蕩器4

4、1.1 反饋振蕩器產(chǎn)生振蕩的原因及其工作原理41.2 平衡條件51.3 起振條件51.4 穩(wěn)定條件5第二章電路設(shè)計(jì)52.1 三點(diǎn)式振蕩器的組成原則62.2 電感三點(diǎn)式振蕩器62.3 振蕩器設(shè)計(jì)的模塊分析6第三章仿真軟件 Multisim10.0 簡介83.1 Multisim 基本概念103.2 Multisim 軟件啟動(dòng)界面103.3 Multisim 仿真軟件的特點(diǎn)11第四章仿真與調(diào)試134.1 仿真134.2 分析調(diào)試16第五章心得體會(huì)17參考文獻(xiàn)17附錄一 :元件清單19附錄二 :總電路20答辯記錄及評分表21第一章正弦波振蕩器振蕩器是一種能自動(dòng)地將直流電源能量轉(zhuǎn)換為一定波形的交變振蕩

5、信號能量的轉(zhuǎn)換電路。與放大器的區(qū)別：無需外加激勵(lì)信號，就能產(chǎn)生具有一定頻率、波形和振幅的交流信號。由晶體管等有源器件和具有某種選頻能力的無源網(wǎng)絡(luò)組成。正弦波振蕩器按工作原理可分為反饋式振蕩器與負(fù)阻式振蕩器兩大類。反饋式振蕩器是在放大器電路中加入正反饋，當(dāng)正反饋?zhàn)銐虼髸r(shí)， 放大器產(chǎn)生振蕩， 變成振蕩器。所謂產(chǎn)生振蕩是指這時(shí)放大器不需要外加激勵(lì)信號，而是由本身的正反饋信號來代替外加激勵(lì)信號的作用。 負(fù)阻式振蕩器則是將一個(gè)呈現(xiàn)負(fù)阻特性的有源器件直接與諧振電路相接，產(chǎn)生振蕩。1.1 反饋振蕩器產(chǎn)生振蕩的原因及其工作原理反饋型振蕩器是通過正反饋聯(lián)接方式實(shí)現(xiàn)等幅正弦振蕩的電路。 這種電路由兩部分組成，一是

6、放大電路，二是反饋網(wǎng)絡(luò)。圖 1.1 所示為反饋振蕩器構(gòu)成方框圖及相應(yīng)電路。由圖可知，當(dāng)開關(guān) S 在 1 的位置，放大器的輸入端外加一定頻率和幅度的正弦波信號 Ui ，這一信號經(jīng)放大器放大后，在輸出端產(chǎn)生輸出信號 UO，若 UO 經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)并在反饋網(wǎng)絡(luò)輸出端得到的反饋信號 Uf 與 Ui 不僅大小相等，而且相位也相同，即實(shí)現(xiàn)了正反饋。 若此時(shí)除去外加信號， 將開關(guān)由 1 端轉(zhuǎn)接到 2 端，使放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)， 那么，在沒有外加信號的情況下， 輸出端仍可維持一定幅度的電壓 UO 輸出，從而實(shí)現(xiàn)了自激振蕩的目的。圖 1.1 反饋振蕩器的結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)圖為了使振蕩器的輸出UO 為一個(gè)固定頻率

7、的正弦波， 圖 1.1 所示的閉合環(huán)路內(nèi)必須含有選頻網(wǎng)絡(luò)，使得只有選頻網(wǎng)絡(luò)中心頻率的信號滿足 Uf 與 Ui 相同的條件而產(chǎn)生自激振蕩，對其他頻率的信號不滿足 Uf 與 Ui 相同的條件而不產(chǎn)生振蕩。 選頻網(wǎng)絡(luò)可與放大器相結(jié)合構(gòu)成選頻放大器，也可與選頻網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合構(gòu)成選頻反饋網(wǎng)絡(luò)。1.2 平衡條件振蕩器的平衡條件即為T ( j)K ( j)F ( j)1也可以表示為T( j)KF1TKF2nn0,1,2即為振幅平衡條件和相位平衡條件。 平衡狀態(tài)下，電源供給的能量正好抵消整個(gè)環(huán)路損耗的能量， 平衡時(shí)輸出幅度將不在變化： 振幅平衡條件決定了振蕩器輸出信號振幅的大小； 環(huán)路只有在某一特定的頻率上才能滿

8、足相位平衡條件： 相位平衡條件決定了振蕩器輸出信號頻率的大小。1.3 起振條件振蕩器在實(shí)際應(yīng)用時(shí)不應(yīng)有外加信號， 而應(yīng)是一加上電后即產(chǎn)生輸出； 振蕩的最初來源是振蕩器在接通電源時(shí)不可避免地存在的電沖擊及各種熱噪聲。 振蕩開始時(shí)激勵(lì)信號很弱， 為使振蕩過程中輸出幅度不斷增加， 應(yīng)使反饋回來的信號比輸入到放大器的信號大，即振蕩開始時(shí)應(yīng)為增幅振蕩。由 Tj1， U i jU i j 可知， T ( j )1 稱為自激振蕩的起振條件，也可寫為T ( j)Yf RL F1TfLF2nn 0,1,2,分別稱為起振的振幅條件和相位條件，其中起振的相位條件即為正反饋條件。1.4 穩(wěn)定條件振蕩器的穩(wěn)定條件分為振

9、幅穩(wěn)定條件和相位穩(wěn)定條件。(1)振幅穩(wěn)定條件要使振幅穩(wěn)定，振蕩器在其平衡點(diǎn)必須具有阻止振幅變化的能力。具體來說，KU i U i U iA0 就是在平衡點(diǎn)附近，當(dāng)不穩(wěn)定因素使振幅增大時(shí)，環(huán)路增益將減小，從而使振幅減小。(2)相位穩(wěn)定條件振蕩器的相位平衡條件是 T（0） 。 在振蕩器工作時(shí) , 某些不穩(wěn)定因素可能破壞這一平衡條件。 如電源電壓的波動(dòng)或工作點(diǎn)的變化可能使晶體管內(nèi)部電容參數(shù)發(fā)生變化 , 從而造成相位的變化 , 產(chǎn)生一個(gè)偏移量 。由于瞬時(shí)角頻率是瞬時(shí)相位的導(dǎo)數(shù) , 所以瞬時(shí)角頻率也將隨著發(fā)生變化。為了保證相位穩(wěn)定 , 要求振蕩器的相頻特性 T（）在振蕩頻率點(diǎn)應(yīng)具有阻止相位變化的能力。具

10、體來說 , 在平衡點(diǎn) =0附近 , 當(dāng)不穩(wěn)定因素使瞬時(shí)角頻率 增大時(shí) , 相頻特性 T（0）應(yīng)產(chǎn)生一個(gè) - ,從而產(chǎn)生一個(gè) - ,使瞬時(shí)角頻率 減小。第二章電路設(shè)計(jì)2.1 三點(diǎn)式振蕩器的組成原則基本電路就是通常所說的三端式(又稱三點(diǎn)式 )的振蕩器，即 LC 回路的三個(gè)端點(diǎn)與晶體管的三個(gè)電極分別連接而成的電路，如圖2.1 所示。 X1 、X2、 X3 三個(gè)電抗元件構(gòu)成了決定振蕩頻率的并聯(lián)諧振回路，同時(shí)也構(gòu)成了正反饋所需的反饋網(wǎng)絡(luò)。根據(jù)諧振回路的性質(zhì)， 諧振時(shí)回路應(yīng)呈純電阻性，因而有 X1X 2X 30 三個(gè)電抗元件不能同時(shí)為感抗或容抗，必須由兩種不同性質(zhì)的電抗元件組成。圖 2.1 反饋網(wǎng)絡(luò)三端式

11、振蕩器能否振蕩的原則： （1） X1 和 X2 的電抗性質(zhì)相同；（ 2） X3 與 X1、 X2 的電抗性質(zhì)相反。即射同余異，源同余異。2.2 電感三點(diǎn)式振蕩器X1 和 X2 為感性， X3 為容性，滿足三端式振蕩器的組成原則，反饋網(wǎng)絡(luò)是由電感元件完成的，稱為電感反饋振蕩器，也稱為哈特萊 (Hartley) 振蕩器。(a) 電容反饋振蕩器(b) 電感反饋振蕩器圖 2.2 兩種基本的三端式振蕩器(a) 實(shí)際電路(b) 交流等效電路(c) 高頻等效電路圖 2.3 電感反饋振蕩器電路電感反饋振蕩器中，電感通常是繞在同一帶磁芯的骨架上，它們之間存在互感，用 M 表示。同電容反饋振蕩器的分析一樣，振蕩器

12、的振蕩頻率可以用回路的諧振頻率近似表示，即 101 式中的 L 為回路的總電感， L L1 L2 2MLC由相位平衡條件分析，振蕩器的振蕩頻率表達(dá)式為11LC gie ( goegL )( L1L2M 2 )式中的 gL 與電容反饋振蕩器相同，表示除晶體管以外的電路中所有電導(dǎo)折算到CE 兩端后的總電導(dǎo)。振蕩頻率近似用回路的諧振頻率表示時(shí)其偏差較小，而且線圈耦合越緊，偏差越小。電感反饋式三端振蕩器優(yōu)點(diǎn)(1)容易起振(2)調(diào)整頻率方便，變電容而不影響反饋系數(shù)。缺點(diǎn) (1) 振蕩波形不夠好，高次諧波反饋較強(qiáng)，波形失真較大。 (2) 不適于很高頻率工作。2 3 振蕩器設(shè)計(jì)的模塊分析如圖 2.4 所示即

13、為設(shè)計(jì)的第一個(gè)模塊，也是此次設(shè)計(jì)的主要模塊 振蕩電路模塊。圖 2.4 振蕩電路模塊原理圖與前面的對振蕩器電路的分析一樣，圖2.4 中的 R1、R2 和 R3 均為電路的偏置電阻， C1、C2 分別為旁路電容和隔直流電容，而C1、L1 和 L2 的連接方式也符合電感三點(diǎn)式振蕩器的原則，因此整個(gè)電路就構(gòu)成了設(shè)計(jì)所需要的振蕩電路。由振蕩器的原理可以看出， 振蕩器實(shí)際上是一個(gè)具有反饋的非線性系統(tǒng)， 精確計(jì)算是很困難的， 而且也是不必要的。 因此，振蕩器的設(shè)計(jì)通常是進(jìn)行一些設(shè)計(jì)考慮和近似估算， 選擇合理的線路和工作點(diǎn)， 確定元件的參數(shù)值， 而工作狀態(tài)和元件的準(zhǔn)確數(shù)值需要在調(diào)試中最后確定。設(shè)計(jì)時(shí)一般都要考

14、慮一下一些問題：（ 1）晶體管的選擇從穩(wěn)頻的角度出發(fā)，應(yīng)選擇 f T 較高的晶體管，這樣的晶體管內(nèi)部相移較小。通常選擇 fT (3 10) f1max 。同時(shí)希望電流放大系數(shù) 大些，這既容易振蕩，也便于減小晶體管和回路之間的耦合。 雖然不要求振蕩器中的晶體管輸出多大的功率， 但考慮到穩(wěn)頻等因素，晶體管的額定功率也應(yīng)有足夠的余量。因此，在本次設(shè)計(jì)中將會(huì) 選取 BC107BP 作為振蕩電路的三極管。 該三極管的集電極電流最大值為 800mA，在 25時(shí)其功率可達(dá)到 0.5W，最大集電極電壓可達(dá) 30V，足夠滿足此次設(shè)計(jì)的各方面要求。（ 2）直流饋電線路的選擇為保證振蕩器起振的振幅條件，起振工作點(diǎn)應(yīng)

15、設(shè)置在線性放大區(qū)；從穩(wěn)頻出發(fā)，穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)該在截至區(qū)，而不應(yīng)在飽和區(qū)，否則回路的有載品質(zhì)因數(shù)QL 將降低。所以，通常應(yīng)將晶體管的靜態(tài)偏置點(diǎn)設(shè)置在小電流區(qū)，電路應(yīng)采用自偏壓。 對于小功率晶體管，集電極電流約為1-4mA 。（ 3）振蕩回路元件的選擇從穩(wěn)頻出發(fā)，振蕩回路中電容C 應(yīng)盡可能大，但C 過大，不利于波段工作，因此，前頁圖 2.4 中各電容均選為 100nF 已經(jīng)可以滿足電路的設(shè)計(jì)要求。 而電感 L 原本也應(yīng)盡可能大，但 L 大后，體積大，分布電容大， L 過小，回路的品質(zhì)因數(shù)過小，因此應(yīng)該合理選擇 L 的大小。根據(jù)此次設(shè)計(jì)的要求，輸出頻率為2-4MHz ，由計(jì)算公式f=1（式中 L=L1+

16、L2+2M,M為 L1 和 L2 之間的互感）以及反饋系數(shù)LC2L2ML 20.1 0.5的要求，按照圖2.4 中所示選取 L1=5mH,L2=100uHFML1L1應(yīng)該能夠滿足設(shè)計(jì)的要求。第三章仿真軟件 Multisim10.0 簡介3.1 Multisim 基本概念Multisim 是美國國家儀器（NI ）有限公司推出的以 Windows 為基礎(chǔ)的仿真工具，適用于板級的模擬 /數(shù)字電路板的設(shè)計(jì)工作。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。工程師們可以使用 Multisim 交互式地搭建電路原理圖，并對電路進(jìn)行仿真。 Multisim 提煉了 SPIC

17、E 仿真的復(fù)雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的 SPICE 技術(shù)就可以很快地進(jìn)行捕獲、仿真和分析新的設(shè)計(jì)，這也使其更適合電子學(xué)教育。通過 Multisim 和虛擬儀器技術(shù)， PCB 設(shè)計(jì)工程師和電子學(xué)教育工作者可以完成從理論到原理圖捕獲與仿真再到原型設(shè)計(jì)和測試這樣一個(gè)完整的綜合設(shè)計(jì)流程。3.2 Multisim10.0 軟件啟動(dòng)界面如圖 3.1 所示，即為 Multisim10.0 軟件的啟動(dòng)界面圖。圖 3.13.3 Multisim仿真軟件的特點(diǎn)Multisim 是美國國家儀器（NI ）有限公司推出的以Windows 為基礎(chǔ)的仿真工具，與其他仿真軟件相比， Multisim 具有其自身特點(diǎn)。N

18、I Multisim 軟件是一個(gè)專門用于電子電路仿真與設(shè)計(jì)的EDA工具軟件。作為Windows 下運(yùn)行的個(gè)人桌面電子設(shè)計(jì)工具， NI Multisim 是一個(gè)完整的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境。 NI Multisim 計(jì)算機(jī)仿真與虛擬儀器技術(shù)可以很好地解決理論教學(xué)與實(shí)際動(dòng)手實(shí)驗(yàn)相脫節(jié)的這一問題。 學(xué)員可以很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)的再現(xiàn)出來，并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。NI Multisim 軟件絕對是電子學(xué)教學(xué)的首選軟件工具。（ 1）直觀的圖形界面整個(gè)操作界面就像一個(gè)電子實(shí)驗(yàn)工作臺， 繪制電路所需的元器件和仿真所需的測試儀器均可直接拖放到屏幕上， 輕點(diǎn)鼠標(biāo)可用導(dǎo)線將

19、它們連接起來， 軟件儀器的控制面板和操作方式都與實(shí)物相似， 測量數(shù)據(jù)、波形和特性曲線如同在真實(shí)儀器上看到的；（ 2）豐富的元器件提供了世界主流元件提供商的超過 17000 多種元件，同時(shí)能方便的對元件各種參數(shù)進(jìn)行編輯修改， 能利用模型生成器以及代碼模式創(chuàng)建模型等功能， 創(chuàng)建自己的元器件。（ 3）強(qiáng)大的仿真能力以 SPICE3F5和 Xspice 的內(nèi)核作為仿真的引擎，通過 Electronic workbench 帶有的增強(qiáng)設(shè)計(jì)功能將數(shù)字和混合模式的仿真性能進(jìn)行優(yōu)化。 包括 SPICE 仿真、RF 仿真、 MCU 仿真、 VHDL 仿真、電路向?qū)У裙δ?。?4）豐富的測試儀器提供了 22 種虛

20、擬儀器進(jìn)行電路動(dòng)作的測量：Multimeter( 萬用表 )Function Generatoer(函數(shù)信號發(fā)生器 )Wattmeter(瓦特表 )Oscilloscope(示波器 )Bode Plotter(波特儀 )Word Generator(字符發(fā)生器 )Parameter Sweep Analysis（參數(shù)掃描分析）Temperature Sweep Analysis（溫度掃描分析）Transfer Function Analysis（傳輸函數(shù)分析）Worst Case Analysis（最差情況分析）Pole Zero Analysis（零級分析）Monte Carlo Analy

21、sis（蒙特卡羅分析）Trace Width Analysis（線寬分析）Nested Sweep Analysis（嵌套掃描分析）Batched Analysis（批處理分析）User Defined Analysis（用戶自定義分析）它們利用仿真產(chǎn)生的數(shù)據(jù)執(zhí)行分析，分析范圍很廣， 從基本的到極端的到不常見的都有，并可以將一個(gè)分析作為另一個(gè)分析的一部分的自動(dòng)執(zhí)行。集成 LabVIEW 和Signalexpress快速進(jìn)行原型開發(fā)和測試設(shè)計(jì)， 具有符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的交互式測量和分析功能；（ 5）獨(dú)特的射頻 (RF)模塊提供基本射頻電路的設(shè)計(jì)、 分析和仿真。射頻模塊由 RF-specific（射頻特

22、殊元件，包括自定義的 RF SPICE 模型）、用于創(chuàng)建用戶自定義的 RF 模型的模型生成器、 兩個(gè) RF-specific 儀器（ Spectrum Analyzer頻譜分析儀和 Network Analyzer 網(wǎng)絡(luò)分析儀）、一些 RF-specific 分析（電路特性、匹配網(wǎng)絡(luò)單元、噪聲系數(shù)）等組成；（ 6）強(qiáng)大的 MCU 模塊支持 4 種類型的單片機(jī)芯片 ,支持對外部 RAM 、外部 ROM 、鍵盤和 LCD 等外圍設(shè)備的仿真，分別對 4 種類型芯片提供匯編和編譯支持；所建項(xiàng)目支持 C 代碼、匯編代碼以及 16 進(jìn)制代碼 ,并兼容第三方工具源代碼； 包含設(shè)置斷點(diǎn)、單步運(yùn)行、查看和編輯內(nèi)

23、部 RAM 、特殊功能寄存器等高級調(diào)試功能。（ 7）完善的后處理對分析結(jié)果進(jìn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算操作類型包括算術(shù)運(yùn)算、三角運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)行、對數(shù)運(yùn)算、復(fù)合運(yùn)算、向量運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等；（ 8）詳細(xì)的報(bào)告能夠呈現(xiàn)材料清單、元件詳細(xì)報(bào)告、網(wǎng)絡(luò)報(bào)表、原理圖統(tǒng)計(jì)報(bào)告、多余門電路報(bào)告、模型數(shù)據(jù)報(bào)告、交叉報(bào)表 7 種報(bào)告；（ 9）兼容性好的信息轉(zhuǎn)換提供了轉(zhuǎn)換原理圖和仿真數(shù)據(jù)到其他程序的方法，可以輸出原理圖到PCB 布線（如 Ultiboard 、 OrCAD 、PADS Layout2005、P-CAD 和 Protel）；輸出仿真結(jié)果到 MathCAD 、Excel 或 LabVIEW ；輸出網(wǎng)絡(luò)表文件； 向前和返

24、回注；提供 Internet Design Sharing（互聯(lián)網(wǎng)共享文件）總的來說，Multisim 軟件結(jié)合了直觀的捕捉和功能強(qiáng)大的仿真， 能夠快速、輕松、高效地對電路進(jìn)行設(shè)計(jì)和驗(yàn)證。憑借 NI Multisim 中完整的器件庫，用戶可以快速創(chuàng)建原理圖，并利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) SPICE 仿真器仿真電路。借助專業(yè)的高級 SPICE 分析和虛擬儀器，電路設(shè)計(jì)者能在設(shè)計(jì)流程中提早對電路設(shè)計(jì)進(jìn)行的迅速驗(yàn)證， 從而縮短建模循環(huán)。第四章仿真與調(diào)試4.1 仿真在課程設(shè)計(jì)中，使用的仿真軟件為 multisim10.0 。該軟件提供了功能強(qiáng)大的電子仿真設(shè)計(jì)界面和方便的電路圖和文件管理功能。 能夠讓使用者全面的收集

25、電路的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而有助于對電路進(jìn)行改進(jìn)。仿真電路如圖4.1：圖 4.1 震蕩電路原理圖取電感 L1 ，L2 的值為 5mH 100uH,只要開環(huán)增益 A>1, 即可起振。若使振蕩頻率f=16MHz ，有公式 =1/LC得，此時(shí)電容C=100PF。為保證三極管能夠正常放大，要合理設(shè)置靜態(tài)偏置，取R1=150k ，R2=30 k，Vb=R2/（ R1+R2）,Ve=Vb-0.7,Ve=1V,Ve>Vb>Vc, 發(fā)射級正偏，集電極反偏，三極管處于放大區(qū)。為了防止高頻信號干擾直流電源，故接一濾波電容以消除影響。由于頻率較高， 如果在輸出端直接接示波器， 由于示波器電容的影響， 振蕩

26、回路頻率將發(fā)生變化。 為了減少示波器對振蕩回路的影響， 故加入射級跟隨器。 旁路電容10uf，起到隔直通交的作用。仿真示波器顯示如圖4.2：圖 4.2 波形顯示從仿真結(jié)果， 可以看出正弦波明顯變得平滑， 失真度變小，且輸出電壓峰峰值接近 1V ，頻率未變，滿足實(shí)驗(yàn)要求。修改參數(shù)可以使震蕩頻率達(dá)到20MHZ ，但是信號質(zhì)量不好，有嚴(yán)重的失真。仿真示波器顯示如下圖4.3 所示 :圖 4.3 失真波形顯示當(dāng)電容 C 很小時(shí)，輸出頻率可以達(dá)到很高（ 20MZH ），但是輸出波形產(chǎn)生了越來越明顯的失真， 如上圖所示。 這說明電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器在很高振蕩頻率狀態(tài)下的反饋電壓中高次諧波分量較多，導(dǎo)致輸出

27、波形差。圖 4.4 輸入電壓圖 4.5 輸出電壓有上述圖 4.4 ，圖 4.5 所示，可以輕易看出輸入電壓為 12V ，輸出電壓為 1V ，根據(jù)設(shè)計(jì)要求可知，本電路設(shè)計(jì)符合設(shè)計(jì)要求。4.2 分析調(diào)試由仿真波形可見， 電感電感三點(diǎn)式振蕩器存在一定的失真， 這是由其本身的缺點(diǎn)造成的。由于晶體管存在極間電容， 對電感反饋振蕩器， 極間電容與回路電感并聯(lián)， 在頻率高時(shí)極間電容影響大， 有可能使電抗的性質(zhì)改變， 電感反饋振蕩器的工作頻率不能過高；電容反饋振蕩器，其極間電容與回路電容并聯(lián)，不存在電抗性質(zhì)改變的問題，工作頻率可以較高。振蕩器在穩(wěn)定振蕩時(shí)， 晶體管工作在非線性狀態(tài)， 在回路中除有基波電壓外還存

28、在少量諧波電壓（其大小與回路 Q 值有關(guān)）。對電容反饋振蕩器，由于反饋是由電容產(chǎn)生的，所以高次諧波在電容上產(chǎn)生的反饋壓降較??； 而對電感反饋振蕩器， 反饋是由電感產(chǎn)生的， 所以高次諧波在電感上產(chǎn)生的反饋壓降較大， 因此電容反饋振蕩器的輸出波形比電感反饋振蕩器的輸出波形要好。改變電容能夠調(diào)整振蕩器的工作頻率。 電容反饋振蕩器在改變頻率時(shí)， 反饋系數(shù)也將改變，會(huì)影響振蕩器的振幅起振條件，故電容反饋振蕩器一般工作在固定頻率；電感反饋振蕩器在改變頻率時(shí)， 并不影響反饋系數(shù)，工作頻帶較電容反饋振蕩器的寬。但電感反饋振蕩器的工作頻帶不會(huì)很寬， 因?yàn)楦淖冾l率將改變回路的諧振阻抗， 可能使振蕩器停振。第五章心

29、得體會(huì)通過本次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)會(huì)了使用Multisim10.0 軟件，學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)電路，這次課程設(shè)計(jì)提高了我們的邏輯思維能力，使我們在高頻電路的分析與設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步。加深了我們對晶體管放大電路與振蕩電路的認(rèn)識，進(jìn)一步增進(jìn)了對一些常見電子器件的了解。尤其是正弦波振蕩器和LC 振蕩器，還有高頻電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器。這次高頻課程設(shè)計(jì) , 首先，提高了我們的邏輯思維能力，使我們在高頻電路的分析與設(shè)計(jì)上有了很大的進(jìn)步。 其次，查閱參考書的獨(dú)立思考的能力以及培養(yǎng)非常重要，我們在設(shè)計(jì)電路時(shí)， 遇到很多不理解的東西， 有的我們通過查閱參考書弄明白，有的通過網(wǎng)絡(luò)查到， 但由于時(shí)間和資料有限我們更多的還是獨(dú)立

30、思考。最后，相互討論共同研究也是很重要的， 經(jīng)常出現(xiàn)一些問題， 比如電路仿真時(shí)， 一開始的時(shí)候波形嚴(yán)重失真，和理論上完全不一樣， 但是和其他的同學(xué)討論后， 通過調(diào)整相關(guān)電阻和電容的值，最終波形出來了?？傊ㄟ^這次高頻課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的， 只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的， 只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來， 從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。 本次課程設(shè)計(jì)的題目是高頻電感三點(diǎn)式正弦波振蕩器的設(shè)計(jì)， 主要應(yīng)用了高頻電子線路三點(diǎn)式振蕩器電路內(nèi)容。 因?yàn)楦哳l的知識本來就不容易懂， 所以查找資料和查閱基礎(chǔ)知識， 花了很長的時(shí)間。 這些都應(yīng)歸咎于自己基礎(chǔ)知識的匱乏。 通過查找資料， 結(jié)合書本中所學(xué)的知識， 我最終完成了課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容。 把書中所學(xué)的理論知識和具體的實(shí)踐相結(jié)合， 有利于我們對課本中所