LC正弦波振蕩器

高頻高頻課程設(shè)計(jì)報(bào)告LC正弦波振蕩器姓名：專業(yè)：學(xué)號：班級：指導(dǎo)老師：年月日概述振蕩器是不需外信號鼓勵(lì)、自身將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的裝置。但凡可以完成這一目的的裝置都可以作為振蕩器。如：無線電創(chuàng)造初期所用的火花發(fā)射機(jī)、電弧發(fā)生器等，都是振蕩器。

現(xiàn)在，使用電子管、晶體管等器件與L、C、R等元件組成的振蕩器那么完全取代了以往所有產(chǎn)生振蕩的方法，因?yàn)樗哂幸韵碌膬?yōu)點(diǎn)：

它將直流電能轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟娔?，而本身靜止不動，不需作機(jī)械轉(zhuǎn)動或移動。如果用高頻交流發(fā)電機(jī)，那么其旋轉(zhuǎn)速度必須很高，最高頻率也只能達(dá)50Hz，但卻需要很堅(jiān)實(shí)的機(jī)械構(gòu)造。

它產(chǎn)生的是“等幅振蕩〞，而火花發(fā)射機(jī)等產(chǎn)生的是“阻尼振蕩〞。使用方便，靈活性很大，它的功率可自毫瓦級到幾百千瓦，工作頻率那么可自極低頻率至微波波段。

振蕩器根據(jù)自身輸出的波形可分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器，正弦波振蕩器在播送通訊、自動控制、儀器儀表、高頻加熱、超聲探傷等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用；而非正弦振蕩器能產(chǎn)生出矩形波(方波)、三角波、鋸齒波等信號，這些信號可以用于測量設(shè)備、數(shù)字系統(tǒng)、自動控制及計(jì)算機(jī)設(shè)備中。本設(shè)計(jì)討論的就是正弦波振蕩器。目錄第一章實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.1學(xué)習(xí)熟悉頻率計(jì)的使用方法41.2掌握常用振蕩器的工作原理41.3掌握正弦波振蕩器的分析方法41.4加深對Multisim等仿真軟件的了解4第二章總體方案52.1LC振蕩器的根本工作原理52.2電路形式的選擇52.3晶體管的選擇52.4偏置參數(shù)選擇52.5電路回路參數(shù)的選擇52.6震蕩器的調(diào)整6第三章實(shí)驗(yàn)內(nèi)容73.1電容三點(diǎn)式振蕩器73.2電感三點(diǎn)式振蕩器83.3改良型電容反應(yīng)振蕩器8第四章仿真實(shí)驗(yàn)104.1電感三端是正弦波振蕩器的仿真104.2電容三端是正弦波振蕩器的仿真124.3克拉波振蕩器電路的仿真134.4西勒振蕩器電路的仿真14第五章心得體會15第六章參考文獻(xiàn)16第一章實(shí)驗(yàn)?zāi)康?.1學(xué)習(xí)熟悉頻率計(jì)的使用方法1.2掌握常用振蕩器的工作原理本次主要用到的振蕩器有電感三點(diǎn)式振蕩器、電容三點(diǎn)式振蕩器、克拉潑振蕩器和西特振蕩器，通過實(shí)驗(yàn)應(yīng)了解其根本工作原理及其特點(diǎn)。1.3掌握正弦波振蕩器的分析方法研究不同反應(yīng)系數(shù)、不同靜態(tài)工作點(diǎn)對正弦波振蕩器的起振條件、震蕩幅度和震蕩波形的影響；觀察外界因素變化對震蕩幅度、震蕩平率的影響，從而理解正弦波振蕩器的根本性能特點(diǎn)，并從中學(xué)習(xí)正弦波振蕩器的根本設(shè)計(jì)、分析和測試方法。1.4加深對Multisim等仿真軟件的了解第二章總體方案2.1LC振蕩器的根本工作原理一套振蕩回路，包含兩個(gè)〔或兩個(gè)以上〕儲能元件。在這兩個(gè)元件中，當(dāng)一個(gè)釋放能量時(shí)，另一個(gè)就接收能量。釋放與接收能量可以往返進(jìn)行，其頻率決定于元件的數(shù)值。一個(gè)能量來源，補(bǔ)充由振蕩回路電阻所產(chǎn)生的能量損失。在晶體管振蕩器中，這個(gè)能源就是直流電源。一個(gè)控制設(shè)備，可以使電源功率在正確的時(shí)刻補(bǔ)充電路的能量損失，以維持等幅振蕩。這是由有源器件和正反應(yīng)電路完成的。2.2電路形式的選擇LC振蕩器一般工作在幾百千赫茲至幾百兆赫茲范圍。振蕩電路主要根據(jù)頻率的范圍、波段寬度及頻率穩(wěn)度的要求來選擇。2.3晶體管的選擇從穩(wěn)頻的角度車發(fā)，應(yīng)選擇特征頻率較高的晶體管，這樣晶體管內(nèi)部相移較小。通常選擇大于3到10倍的最高工作頻率。同時(shí)希望電流放大系數(shù)大些，這樣既容易震蕩，也便于減小晶體管和回路之間的耦合。2.4偏置參數(shù)選擇為保障振蕩器起振的振幅條件，起始工作點(diǎn)應(yīng)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)在截至去，而不應(yīng)在飽和區(qū)，否那么回路的有載品質(zhì)因數(shù)將降低。所以，通常應(yīng)將晶體管的靜態(tài)偏置點(diǎn)設(shè)置在小電流去，電路應(yīng)采用自偏壓。2.5電路回路參數(shù)的選擇選擇回路參數(shù)主要是根據(jù)滿足振蕩頻率，滿足起振條件并有足夠的震蕩幅度和規(guī)定的頻率穩(wěn)定度等因素加以考慮。假設(shè)從頻率穩(wěn)定角度出發(fā)，回路電容C應(yīng)盡可能取大些；電感L也應(yīng)盡可能大，但L打后，體積大，分布電容大，L過小，回路的品質(zhì)因數(shù)那么會過過小，因此應(yīng)合理地選擇回路的C、L。2.6震蕩器的調(diào)整加電后首先用數(shù)字萬用表測量各極工作電點(diǎn)，調(diào)整偏置電阻使工作點(diǎn)電流為2MA左右，用示波器觀察輸出波形，微調(diào)偏置點(diǎn)位器使輸出波形不失真且幅度較大。第三章實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3.1電容三點(diǎn)式振蕩器圖3.1電容三點(diǎn)式振蕩電路該振蕩器又稱考畢茲振蕩器，圖3.1為電容三點(diǎn)式震蕩電路的一種常見形式。電容三點(diǎn)式振蕩器的諧振頻率為在實(shí)驗(yàn)中可通過測量周期T來測定諧振頻率，即放大器的電壓增益可通過測量峰值輸出電壓Vop和輸入電壓Vip來確定，即3.2電感三點(diǎn)式振蕩器電感式三點(diǎn)振蕩器又稱哈特萊振蕩器，利用類似于電容三點(diǎn)式振蕩器的分析方法，也可以求的電感三點(diǎn)式振蕩器的振幅起振條件和震蕩頻率，區(qū)別自語這里以自耦合代替了電容耦合。3.3改良型電容反應(yīng)振蕩器根本的電容三點(diǎn)式振蕩器，由于晶體管各極直接和LC回路遠(yuǎn)近啊L、、并聯(lián)，而晶體管各極間電容又隨外界因素的變化而變化，因此造成振蕩器的頻率穩(wěn)定度差。為了提高振蕩器的頻率穩(wěn)定度，可以采用改良型的電容反應(yīng)振蕩器：克拉潑振蕩器和西勒振蕩器。其中克拉波振蕩器的震蕩頻率幾乎與、無關(guān)，提高了頻率穩(wěn)定度。在西勒振蕩器電路中，由于電容與電感并聯(lián)，所以電容的變化不會影響回路的接入系數(shù)，如果使其中一個(gè)電容固定，可以通過改變令一電容的值來改變震蕩頻率。克拉波振蕩器：其中,所以3個(gè)電容串聯(lián)后的等效電容為于是，振蕩角頻率西勒振蕩器：西勒振蕩器電路時(shí)在克拉伯振蕩器電路的根底山本剛，在電感L兩端并接可變電容，此時(shí)回路總電容為所以振蕩頻率為第四章仿真實(shí)驗(yàn)4.1電感三端是正弦波振蕩器的仿真圖4.1電感反應(yīng)震蕩電路通過改變回路電容的數(shù)值，測試電路的震蕩頻率，并用虛擬示波器觀察輸出波形的變化，其仿真結(jié)果如下：4.2電容三端是正弦波振蕩器的仿真圖4.2電容三段式震蕩電路該電路的仿真結(jié)果如下列圖：4.3克拉波振蕩器電路的仿真圖4.3克拉伯震蕩器電路克拉波振蕩器起振的過度時(shí)間較長，需要經(jīng)過一段時(shí)間后才能輸出穩(wěn)定的正弦信號，其仿真結(jié)果如下：4.4西勒振蕩器電路的仿真圖4.4西勒震蕩電路其仿真波形如下列圖所示：第五章心得體會通過本次課程設(shè)計(jì)，我深深了解到學(xué)習(xí)高頻電子線路的不易，雖然過程艱辛，結(jié)果也不盡如人意，但在實(shí)驗(yàn)的過程中，我對正弦波震蕩電路有了更進(jìn)一步的了解。明白了正弦波振蕩器的分類方法以及各個(gè)類型電路的震蕩波形。也逐漸對振蕩器的振蕩頻率、震蕩幅度等相關(guān)技術(shù)指標(biāo)有了一定的了解。在本次的設(shè)計(jì)報(bào)告中，我遇到了許多不明白的問題，通過不斷的查閱資料和向別人詢問，解決的不少的問題，在這個(gè)有不懂到懂的過程中，我深深的體會到，只要勤學(xué)好問，認(rèn)真學(xué)習(xí)，沒有什么問題是不可解決的。在以后的學(xué)習(xí)乃至工作中，我必然還會遇到許多的難題，雖然問題的種類不同，解決問題的方法也不會一樣，但解決問題的心態(tài)卻是一樣的，只要有決心，通過學(xué)習(xí)，一切難題都會被解決的?？傊敬握n程設(shè)計(jì)使我學(xué)到了很多有