高頻振蕩器課程設(shè)計

1/26高頻振蕩器課程設(shè)計 2/26高頻振蕩器課程設(shè)計 3/26高頻振蕩器課程設(shè)計振蕩器設(shè)計振蕩器(Oscillator)是一種能量轉(zhuǎn)換裝置。它的能量來源一般是直流形式(振蕩器器的作用是產(chǎn)生特定的輸出信號，因此也常常被稱為信號發(fā)生器(signalcreator)。振激勵信號的參與，可以分為他激振蕩器和正弦波振蕩器；按照振蕩器振蕩頻率的高用。本文介紹高頻高精度正弦波振蕩器高、直流能量轉(zhuǎn)換成有一定波形的振蕩器信號加激勵信號就能產(chǎn)生具有一定頻率，一定波形、幅度完全由電路自身的參數(shù)蕩頻率的選頻網(wǎng)路和維持振蕩的正準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度、振蕩幅度的大小的設(shè)計一個石英晶體震蕩器和一個電容式三端震蕩器。設(shè)計采用正弦波發(fā)生電路,正弦能自動地將f高頻振蕩器課程設(shè)計f體管1)設(shè)計一個晶振振蕩器主要技術(shù)指標(biāo)：晶振頻率為20MHz，輸出信號幅度≥5V(峰-峰值)，可調(diào)主要技術(shù)指標(biāo)：振蕩頻率為15—20MHz，輸出信號幅度≥5V(峰-峰值)，可調(diào)；頻穩(wěn)設(shè)計報告內(nèi)容K(S)1)平衡條件圖4-1反饋型振蕩器原理框圖 0Cib((4-1)式中，Z為放大器的負(fù)載阻抗L((4-2)((4-3)((4-4)4/26=+=2nn=0,1,2,…=+=2nn=0,1,2,…相位平衡條件++2)起振條件在自激振蕩器中，起始瞬間的輸入電壓Xi?的產(chǎn)生原因有兩種：一是在電路接通電源在輸人端的瞬變電壓即可作為起始電壓。這兩種原因所取得的起始電壓包含著極為豐富的各種頻率分量)它們中總會有符合相位條件的某個頻率成分，最終成?很寬的頻譜分量，在他們通過率的分量可以產(chǎn)生較大的輸出(4-5)(4-5)(4-6)(4-6)==++=2nn=0,1,2,…(4-7)作過程不可避免地波動等等，這些變化將使放大器放附近建立起新的平衡狀態(tài)，而且當(dāng)5/26fF′L12fF′,L0力。具體來說既是，在遠(yuǎn)離元原平衡點,不能形成新的平衡,振蕩器不穩(wěn)定；而當(dāng)不幅穩(wěn)定條件為((4-8)((4-9)再再解釋振蕩器的相位穩(wěn)定性前，我們必須清楚，一個正弦信號的相位和它的頻率W(4-10)(4-11)設(shè)振蕩器原在時處于相位平衡狀態(tài)，即有((4-12)這這表示落后于，導(dǎo)致振蕩周期增長，振蕩頻率降低，即又恢復(fù)到原來的振蕩頻率(4-13)2電容反饋式三端振蕩器6/267/26..U..U的電路,如圖.IcV根據(jù)諧振回路的性質(zhì),諧振時回路應(yīng)呈純電阻性,因.IcV而一般情況下,回路Q值很高,因此回路電流遠(yuǎn)大于晶體管UUcX.XX.2I2(4-14)X3饋網(wǎng)絡(luò)是由電容元件完成的,稱為電容反饋振蕩器,也稱為考必VVX2C2XCXL3VVL2X2X1LX3C3(a)電容反饋振蕩器；(b)電感反饋振蕩器1)三端電容反饋振蕩器圖(a)是一電容反饋振蕩器的實際電路,將R,R,R視為開路，將C,C視為短路圖，b1b2cbeEcLcRc1CbRVVbRVC1LR2CeLR2eCCCCC1212L(b)(a)(a)實際電路；(b)交流等效電路(4-15)，這是因為集電極諧波的反饋減弱，輸高頻振蕩器課程設(shè)計出的諧波分量減少，波形更加接近于正弦波。其次，該電路中的不穩(wěn)定電容(分布電容、器件的結(jié)電容等)都是與該電路并聯(lián)的，因此適當(dāng)?shù)募哟蠡芈冯娙萘浚涂梢詼p弱不穩(wěn)定工作頻率較高時，甚至可以只利2)改進(jìn)型電容三點式(a)實際電路；(b)交流等效電路((4-16)((4-17)((4-18)(4-19)8/269/26高頻振蕩器課程設(shè)計(a)(b)(4-20(4-20)(4-21)器。通過對以石英晶體振蕩器2石英晶體薄2)主要特性：壓電效應(yīng)電場，晶片會產(chǎn)生機械變形振動——征稱為“壓電效應(yīng)”。10/2600英晶體相當(dāng)于一個振蕩電路，其等效電路如圖L映晶體的慣性，102~10-3HC電容，反映晶體的彈性，10-1~10-2PFRR圖4-9石英晶體動態(tài)電路圖11Q=0=0R這樣大的Q值是一般00石英晶體的電抗——頻率特性曲線。在f~f頻率區(qū)間sp將晶體振蕩器歸為兩大類:并聯(lián)型晶體振蕩器和串(1)并聯(lián)型晶體振蕩器蕩器的組成原則,而且該電路與電11/26高頻振蕩器課程設(shè)計EcCCVCC131CeCe2(a)C3CCq.gq.gUmb1L1EqCEq0－0Cr′Cr2q2qB(b)皮爾斯振蕩器分(2)串聯(lián)型晶體振蕩器在振蕩器要求低阻抗的兩點之間,通常接在反饋電路cLCV1JTVCL1C2C2a(b)低阻抗的兩點之間，通常接在反饋電路12/26高頻振蕩器課程設(shè)計頻反饋減弱，從而使電路不能工作頻率等于晶體的串聯(lián)諧振頻率，不需要外加負(fù)載電容率，不需要外加負(fù)載電容,通常這種晶體標(biāo)明其負(fù)載電容為無窮大，在實際制作中，若器只能適應(yīng)高次泛音工作，這正常工作，輸出幅度就元器件參數(shù)的計算席勒振蕩器參數(shù)的計算ECcR3CECcR3Cc3Rc31CVCV11LLC1CVCV11LLCR4CR42CRC4bCe22n3904的參數(shù)的選取2mA，6V，2CRC4bCe22=100；(a)實際電路；(b)交2所以:所以:13/26ccLV1C出另一種電抗元件量。從原理來講，先選定哪種元件都一樣，但從提高回路標(biāo)準(zhǔn)性的觀點出發(fā)，以保證回路電容C遠(yuǎn)p大于總的不穩(wěn)定電容C原則，先選定C為宜。若從頻率穩(wěn)定性角度出發(fā)，回路電容應(yīng)取大dp有有取取=，因要遵循，>>,，/=0.10.5的條件，故取則=60pF。4.2.2串聯(lián)石英晶體振蕩器的計算及其交流等效電路正確的靜態(tài)工作點是振蕩器能夠正常工作的關(guān)作點主要由、、決定，將電感短路，電CVCVJTL12C2Ca(b)14/26有=L有高頻振蕩器課程設(shè)計有=L有=2mA×3K=6V==2mA/100=0.02mA2則則到短路電阻的作用，輸出頻率應(yīng)為、微調(diào)，即=====本應(yīng)去取本應(yīng)去取=但但為了微調(diào)頻則取=.2克拉潑振蕩器的計算它的特點是在前述的電容三點式振蕩諧振回路電感支路中增加了一個電容C，其取值7比較小，要求C7<<C，C7<<C。先不考慮各極間電容的影響，這時諧振回路的總電容量C為45Σ===15/26取==,=析 InteractiveImageTechnologiseLtdEWB后的版本。它包含了電路原松、高效地對電路進(jìn)行設(shè)計和驗真真實的再現(xiàn)出來，并且可以用可用導(dǎo)線將它們連接起來，軟件形和特性曲線如同在真實儀器上F印。2西勒振蕩器的仿真16/26高頻振蕩器課程設(shè)計XSC1+_B+_B+_A+_XFC1+_2kQ12352kQ123Key=C4pF4pF3kQpF4pF4pF5.1kQKey=DF1)仿真結(jié)果17/26高頻振蕩器課程設(shè)計2)仿真分析輸出信號幅度5(峰—輸出信號幅度5(峰—峰值)，可調(diào)；頻率穩(wěn)定度優(yōu)于峰值)，可調(diào)；頻率穩(wěn)定度優(yōu)于)輸出幅度可以通過調(diào)節(jié)負(fù)載上的滑動變阻器來改變。晶體自激振蕩器的仿真XSC1X1ExtTrig+_A_+kQ200kQ55%Key=D43kQ80nFXFC13+B_1)仿真結(jié)果18/26高頻振蕩器課程設(shè)計2)仿真分析仿真結(jié)果達(dá)到了預(yù)期效果(主要技術(shù)指標(biāo)：晶振頻率為—峰值)，可調(diào))輸出幅度可以通過調(diào)節(jié)負(fù)載上的滑動變阻器來改變。克拉潑振蕩器的仿真19/26高頻振蕩器課程設(shè)計XSCXSC1ExtTrigXFC1Q12N3904C77.5pFeyDC300μHV11μF123++AB___1)仿真結(jié)果20/26高頻振蕩器課程設(shè)計2)仿真分析CC較小時，如，震蕩波不太穩(wěn)定，且太小時7777間歇振蕩EEcLR1CVC1CReC2bbbRLce2現(xiàn)象諧振頻率時，振蕩頻率具有非單EEcC1MbVRCrCRbL2eC2LL1C1r1LL2r2C2(a)圖4-22變壓器反饋振蕩器(b)(a)實際電路;(b)耦合回路的等效電路高頻振蕩器課程設(shè)計LC頻率為的信號,當(dāng)接近振蕩器原來的振蕩頻率4.4.4寄生振蕩在高頻放大器或振蕩器中,由于某種原因,會產(chǎn)生不需要的振蕩信號,這種振蕩稱為產(chǎn)生寄生振蕩的形式和原因是各種各樣的,有單級和多級振蕩,有工作頻率附近的振蕩或者是遠(yuǎn)離工作頻率的低頻或超高頻振蕩。LCL111LCC23cCC23VLbEc(a)RCcLbVV(b)Lcuct(c)5結(jié)論的很多不足，自己知識的很致最終設(shè)計的的迷茫而失落過，也曾經(jīng)為成功，讓我意識到老一輩對我們到了好多曾經(jīng)學(xué)過的芯片我們更加意識到理論上的薄弱部分，以及整體布局21/2622/26高頻振蕩器課程設(shè)計，讓我們相互幫助，多少人間歡樂每一個人永遠(yuǎn)不能滿足于現(xiàn)有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面還有更高的次課程設(shè)計將成為我人生旅途上一謝老師這一學(xué)期來對我的教導(dǎo)。23/26高頻振蕩器課程設(shè)計11西勒振蕩器元器件5.1K2N3904三極管電位器電位器5001電容4pF2電容40pF1電容