正弦波压控振荡课程设计
LC正弦波振荡电路的仿真分析—课程设计
摘要本文主要叙述的是LC正弦波振荡电路的仿真分析的设计。
自激振荡器我们所学中有电容三点式振荡器，电感三点式振荡器。
通过对比我们选择电容三点式振荡器。
线路简单、易起振、电容三点式振荡器的频率调节范围一般比电感三点式频率调节范围小、输出波形好。
电容三点式振荡器都放大器和选频网络组成，都要满足起振，平衡和稳定条件。
设计之后用mulsitim进行仿真，进行分析。
关键词:LC正弦波振荡电路;电容三点式振荡电路;正弦波信号目录1、绪论 (1)2、方案的确定 (1)2.1振荡电路的设计 (1)3、工作原理、硬件电路的设计或参数的计算 (3)3.1电容三点式振荡器 (3)3.1.1 振荡平衡条件一般表达式 (3)3.1.2 参数设计 (4)3.2 LC正弦波振荡电路的工作原理 (4)3.3 LC振荡器的振荡条件 (5)3.3.1相位的平衡条件 (5)3.3.2振幅平衡条件 (5)4、总体电路设计和仿真分析 (5)4.1总体电路设计 (5)4.2仿真分析 (6)4.3调试过程 (8)5、心得体会 (9)参考文献 (10)附录 (11)元器件清单 (11)1、绪论LC正弦波振荡电路使用非常广泛。
在日常生活中我们也离不开LC正弦波振荡电路电路的应用。
例如无线电的收发设备，各种开关电源。
它广泛应用于通信、电视、仪器仪表和测量等系统中。
在通信方面，正弦波震荡器可以用来产生运载信息的载波和作为接收信号的变频或调解时所需要的本机振荡信号。
本课程设计中要求设计的正弦波振荡器能够输出稳定正弦波信号，本设计中所涉及的仿真电路是比较简单的。
但通过仿真得到的结论在实际的类似电路中有很普遍的意义。
2、方案的确定如图2.1所示为方案框图。
图2.1振荡器方案框图2.1振荡电路的设计方案一：电容三点式振荡电路。
如图2.2所示。
图2.2 电容三点式振荡电路电容三点式是利用电容C2将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三个端点分别与晶体管三个电极相连，所以这种电路又叫电容式反馈三点式振荡器。
正弦波振荡器的设计 高频电子线路课程设计
正弦波振荡器的设计高频电子线路课程设计
正弦波振荡器是一种能够产生正弦波的振荡器，在电子线路设计中非常重要。
它有着
广泛的应用，如信号源、调制器和解调器等。
本文主要介绍电子工程中一种高频正弦波振
荡器的设计原理。
正弦波振荡器的设计需要考虑的因素很多，其中比较重要的参数有振荡频率、可靠性、污染物、灵敏度和稳定性等。
综合以上几个参数可以构建出一个满足要求的正弦波振荡器。
实现正弦波振荡器的设计，首先需要搭建电路，电路框图如下所示：
（图）
这是一个普通的多级高频正弦波振荡电路。
它包括四个级别，分别是上放大级、下放
大级、延迟级和信号调节级。
由于这个电路有两个放大级，其频率可以调节范围比较大，但最大的频率不能超过2GHz。
像栅极电容器、延迟电阻等元件可用来控制和调节振荡频率。
这些元件不仅可提升振荡频率，而且还可以降低振荡振幅，以及改善振荡器的可靠
性和稳定性。
正弦波振荡器的设计是一项有趣的研究课题。
它可以满足工业和商业应用的各种需求，正弦波的清晰度和稳定度也极大地增强了电子设备的可靠性。
高频正弦波振荡器的设计原
理完全可以参考上文的框图，依据电路的架构结合参数，可以根据不同的特性需求进行振
荡电路的搭建。
具体实施方法还需要实验进行最后的优化，以获得更好的设计效果。
正弦波压控振荡课程设计
武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书摘要随着现代通信技术的发展，各种通信设备层出不穷，涉及信息收发的各种仪器在调制和解调过程中，都必须依靠高精度的振荡源，否则信息将无法发送和接收，因而个正通信设备中几乎都离不开高稳定度的振荡源。
振荡器的种类有很多，包括反馈式振荡器、负阻式振荡器等，本次课程设计主要完成正弦波压控振荡器（VCO）的设计。
包含有压控元件作为频率控制器件的振荡器就称为压控振荡器，压控振荡器广泛应用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。
本次设计利用晶体管、变容二极管等分立元件完成相关设计，并达到设计要求。
关键字：正弦波振荡器变容二极管 VCOAbstractWith the development of modern communications technology, a variety of communications equipment and related information sent to or from a variety of instruments in the modulation and demodulation process, must rely on high-precision oscillations, otherwise the information will not be able to send and receive, and thus a positive communication equipment almost without high stability of oscillations. Oscillator types include feedback oscillator, negative resistance oscillator, etc, this course is designed mainly to complete the sine wave voltage controlled oscillator (VCO) design. Contains a voltage-controlled components as the oscillator frequency control device is called a voltage controlled oscillators, voltage controlled oscillators widely transmitters carrier source, spread spectrum communications carrier source or as a mixer local oscillator. This design using transistors, varactor diodes, etc to complete discrete components, and related design meet the design requirements.Keywords: sine wave oscillator varactor VCO1正弦波压控震荡器介绍1.1正弦波振荡器正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。
正弦波振荡器电路设计与实现,,课程设计
郑州轻工业学院本科通信电子线路课程设计总结报告郑州轻工业学院课程设计任务书题目正弦波振荡器电路设计与实现专业、班级电子06- 1学号52 姓名主要内容、基本要求、主要参考资料等：1、主要内容（1）按照振荡器的条件设计电路。
（2）根据电路焊接振荡器电路。
（3）测得振荡电路相关数据，根据电路元器件参数计算比对。
2、基本要求（1）设计电路实现的主要内容。
（2）书写课程设计报告。
3、主要参考资料《电子线路教材》《电子线路实验指导书》《电子线路课程设计指导书》完成期限：2008年12月19日指导教师签名：张涛课程负责人签名：张涛2008年12月19日摘要在测量、自动控制、通讯、无线电广播和电视等诸多领域中，正弦波振荡器作为各种用途的信号源，有着广泛而重要的应用。
例如：无线发射机中的载波信号源，超外差式接收机的本地振荡信号源，电子测量仪器中的正弦波新年好源，数字系统中的时钟信号源。
在这些应用中，对振荡器提出的要求主要是振荡频率的准确性和稳定性，其中尤以振荡振荡频率的准确性和稳定性最为重要。
正弦波振荡器的另一类用途是作为高频加热设备和医用电疗一起正弦交变能源。
在这类应用中，对振荡器提出的要求是高效率的产生足够大的交变功率，而对振荡频率的准确性和稳定性的要求一般不做苛求。
按照组成原理而言，正弦波振荡器可分为两大类，一类是利用正反馈的反馈振荡器；另一类是负阻振荡器，它是将器件直接接到谐振回路中，利用负阻器件的负阻效应去抵消回路中的损耗，从而产生除等幅的自由振荡，主要应用在微波频段。
关键字：正弦波、振荡、正反馈、高频、频稳性目录第一章设计内容及要求 (5)第一节：设计题目：正弦波振荡电路的设计与实现 (5)第二节：设计目的 (5)第三节：设计内容 (5)第四节：设计要求 (5)第二章设计原理 (6)第一节：反馈型正弦波振荡器的工作原理 (6)第二节、选择合适的振荡电路 (10)一、各种振荡器的频率精确度和稳定度 (10)二、三点式振荡电路的基本模型 (10)三、选择合适的振荡电路模型 (11)四、设计合适的偏置电路 (16)五、选择合适的输出电路 (19)六、振荡器的频稳度 (20)第三节、振荡电路电路原理图 (21)第三章设计具体过程 (22)第四章设计结果 (22)第五章设计体会 (24)第六章参考资料 (27)第一章设计内容及要求第一节：设计题目：正弦波振荡电路的设计与实现第二节：设计目的1.熟悉掌握正弦波振荡电路的原理，利用此原理进行设计，掌握一般电路的设计步骤；2.熟悉简单的焊接知识并焊接电路；3.进行动手练习。
电压控制LC振荡器的设计-课程设计任务书
电气与电子工程学院
课程设计任务书
设计题目：
电压控制LC振荡器的设计
课程名称：
专业课综合课程设计
专业班级：
学生姓名：
学号：
指导教师：
起止日期：
至
课程设计任务书
题目名称(包括主要技术参数)及要求
电压控制LC振荡器的设计
1、主要技术参数：
（1）振荡器输出为正弦波，波形无明显失真。
（2）输出频率范围：15MHz～35MHz。
（3）输出频率稳定度：优于10-3。
（4）输出电压峰-峰值：Vp-p=1V±0.1V。
2、设计要求
1）所设计的电压控制LC振荡器，要满足上面的技术要求。
2）根据课题的设计要求，正确设计并绘制出电路原理图。
3）元器件及参数选择。
4）编写设计报告，写出设计与制作的全过程，并附上有关资料和图纸，心得体会。
指导教师检查意见
备注
第十九周
星期三
明确设计任务及要求，
调研、查找、收集资料。
第十九周
星期四、星期五
总体方案的选择论证，从能够实现系统要求的多个方案中，经论证确定一种较为理想的设计方案，并画出由各单元电路组成的系统原理框图。
第二十周
星期一、二、三
单元电路的设计，参数的计算和元器件的选择，最终画出总的电原理图。分析各部分电路的工作原理，画出各关键点的电压波型。
第二十周
星期四
撰写课程设计的技术报告。
第二十周
星期五
提交报告、答辩、成绩评定。
设计总结：
考核成绩及评语
指导教师签字
年月日
系(教研室)意见
系(教研室)主任签字
年月日
设计内容及工作量
《压控振荡器设计》课件
设计软件与工具
制版软件
用于绘制电路板图，如 AutoCAD、Eagle等。
仿真软件
用于方案设计和电路仿真 ，如Multisim、SPICE等 。
调试工具
用于测试和调试电路，如 示波器、信号发生器等。
文档编写软件
用于整理技术文档，如 Microsoft Office系列软 件等。
03
压控振荡器的性能分析
性关系。
相位噪声测试结果
在100MHz偏移处，相位噪声为90dBc/Hz，表现出良好的性能。
温度稳定性测试结果
在-55℃至85℃的温度范围内，压控 振荡器的频率变化小于±2MHz，表 现出良好的温度稳定性。
06
压控振荡器的应用案例
应用场景一：无线通信系统
总结词
无线通信系统是压控振荡器最广泛的应用领域之一，用于产生和调节信号频率 。
详细描述
在无线通信系统中，压控振荡器作为关键元件，用于生成和调节信号频率。它 可以根据外部电压或控制信号的变化来改变输出信号的频率，从而实现信号的 调制和解调。
应用场景二：雷达系统
总结词
雷达系统利用压控振荡器产生高频电磁波，用于目标探测和 定位。
详细描述
雷达系统通过发射和接收高频电磁波来探测目标并确定其位 置。压控振荡器在雷达系统中作为发射信号的源，其输出信 号的频率和相位可以通过外部控制信号进行调节，以满足不 同探测需求。
优化策略
减小元件误差
选用高精度元件，减小误差对振荡器性能 的影响。
优化电路布局
合理布置元件位置，减小分布参数对振荡 器性能的影响。
调整元件参数
根据测试结果，对元件参数进行适当调整 ，优化振荡器性能。
采用负反馈技术
正弦波振荡电路设计课程设计
课程设计任务书学生姓名：陈翠芸专业班级：光信科1001指导老师：刘辛工作单位：武汉理工大学理学院题目：正弦波振荡电路设计初始条件：直流可调稳压电源一台、示波器一台、万用表一块、面包板一块、元器件若干、剪刀、镊子等必备工具要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求以及说明书撰写等具体要求）1、技术要求：设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。
2、主要任务：（一）设计方案（1）按照技术要求，提出自己的设计方案（多种）并进行比较；（2）以模拟器件电路为主，设计一个正弦波振荡电路（实现方案）；（3）依据设计方案，进行预答辩；（二）实现方案（4）根据设计的实现方案，画出电路逻辑图和装配图；（5）查阅资料，确定所需各元器件型号和参数；（6）在面包板上组装电路；（7）自拟调整测试方法，并调试电路使其达到设计指标要求；（8）撰写设计说明书，进行答辩。
3、撰写课程设计说明书：封面：题目，学院，专业，班级，姓名，学号，指导教师，日期任务书目录（自动生成）正文：1、技术指标；2、设计方案及其比较；3、实现方案；4、调试过程及结论；5、心得体会；6、参考文献成绩评定表时间安排：课程设计时间：17周－18周17周：明确任务，查阅资料，提出不同的设计方案（包括实现方案）并答辩；18周：按照实现方案进行电路布线并调试通过；撰写课程设计说明书。
指导教师签名：年月日系主任（或负责老师）签名：年月日目录1 技术指标 (3)2 设计方案及其比较 (3)2.1 方案一 (3)2.2 方案二 (4)2.3 方案三 (5)2.4 方案比较 (5)3 实现方案 (5)4 调试过程及结论 (7)5 心得体会 (9)6. 参考文献 (11)正弦波振荡电路设计1 技术指标设计一个正弦波振荡电路，使它能输出频率一定的正弦波信号，振荡频率测量值与理论值的相对误差小于±5%，电源电压变化±1V时，振幅基本稳定，振荡波形对称，无明显非线性失真。
LC压控振荡器课程设计(含程序)
LC压控振荡器课程设计（含程序）武汉理工大学《学科基础课群课设》摘要本设计是一个功能完善,性能优良的高频VCO(Voltage Control Oscillation)。
主振器由分立元件组成。
电压对频率的控制是通过变容二极管来实现的。
即通过改变变容二极管的反向压降，从而改变变容二极管的结电容，继而改变振荡频率。
系统的输出频,3率范围为10MHz—40MHz。
频率稳定度在以上。
设计以单片机为控制核心，实现频10率和电压值的实时测量及显示并控制频率步进，步进有粗调和细调的功能。
粗调可实现较大步进值调节，是调可实现较小步进值调节。
该功能使得频率的准确定位十分方便。
本电路在调频部分为提高输出频率精度，采用单片机控制主振器参数，根据产生不同的频率范围控制不同的主振器参数而达到提高精度和稳定度的目的。
为了高频信号的良好传输，本设计的部分电路板采用了人工刻板使得本设计更加特色鲜明，性能优良。
关键字:VCO 单片机变容二极管 ADC0804AbstractThis design is a high frequency VCO with comprehensive and perfect function. The main vibrator is made up of several separable components. Voltage control on the frequency is realized by way of varicap diode. That, changing the reverse voltage of diode can adjust the frequency. The frequency of the apparatus can output from 10MHz to 40MHz, and itsI武汉理工大学《学科基础课群课设》,3frequency stability can reach .This design uses a single-chip as control core to measure 10and display the frequency and voltage and regulate frequency. The frequency adjustment includes two procedures -approximate adjusting and slight adjusting, The slight adjusting can realize the precise frequency output. In order to change the precision of frequency to output, the circuit control the main vibrator with a single-chip. In order go gain what we to. we can change the different parameters of the main vibrator. In addition, Some part of the design wield arterial pattern plate. It nape the circuit mare perfect.Key words: VCO MCU DIODE ADC0804目录1. 系统设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 设计思路 (1)1.3 系统整体方案 (1)2. 单元电路设计 (2)II武汉理工大学《学科基础课群课设》2.1 压控振荡器的设计 (2)2.2 锁相环路的设计 (4)2.3 单片机控制模块设计 (5)2.4 功率放大器设计 (7)2.5 峰峰值检测显示电路设计.....................................................................9 3. 软件设计................................................................................................10 4. 仿真结果 (11)4.1 VCO振荡电路仿真结果 (12)4.2峰峰值检测电路仿真结果 (13)4.3频率步进仿真结果..............................................................................13 5. 心得体会................................................................................................15 6. 参考文献................................................................................................16 7. 附录 (17)III武汉理工大学《学科基础课群课设》1. 系统设计1.1设计要求(1)任务设计并制作一个电压控制LC振荡器。
本科毕业设计论文--rc正弦波振荡器课程设计
摘要振荡器是一种在没有外加激励信号，而自动的将直流电源产生的能量转化为具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流信号的电路。
振荡器一般由晶体管等有源器件和具有选频能力的无源网络所组成。
振荡器的种类很多，根据工作原理来分，可分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。
根据所产生波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。
根据选频网络所采用的器件来分，可分为LC振荡器、晶体振荡器以及RC振荡器等。
正弦波振荡器在无线电技术中应用非常广泛。
在通信系统中，可用来产生发射极部分的载波信号和接收机中的本地震荡信号。
在电子测量仪器中，可用来各种频段的正弦波信号。
本课程主要研究RC正弦波振荡器的电路设计与proteus软件仿真。
滤波器是对波进行过滤的器件。
它的作用实质上是“选频”，即允许某一部分的信号顺利通过。
在无线电技术、自动测量和控制系统中，常被用来对模拟信号进行处理，如数据传送、抑制干扰。
滤波器根据工作信号的频率范围，可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器。
本课程主要是对带通滤波器的设计与仿真。
关键词：RC正弦波振荡器；滤波器；proteus仿真目录1 绪论 (1)2 设计任务 (2)2.1课程设计的目的 (2)2.2课程设计任务与要求 (2)2.3课程设计技术指标 (2)3 RC正弦波振荡器工作原理 (3)3.1 电路原理及元件选择 (3)3.2 参数计算 (3)4 4阶带通滤波器工作原理 (5)4.1 电路原理及元件选择 (5)4.2 参数计算 (5)5Proteus软件介绍 (6)6电路仿真与结果分析 (7)6.1 RC正弦波振荡器仿真与结果分析 (7)6.2 4阶带通滤波器器仿真与结果分析 (7)致谢 (10)参考文献 (11)1 绪论本次课程设计的内容包括RC正弦波振荡器电路和高阶带通滤波器电路的设计与仿真两部分。
RC正弦波振荡器电路由四部分组成：放大电路，反馈网络，选频网络，稳幅环节。
其中放大电路和反馈网络构成正反馈系统，共同满足AF=1。
课程设计lc正弦波振荡器设计
高频电子线路课程设计LC正弦波振荡器设计学号：姓名：专业班级：指导老师：年月日摘要信息传输是人类社会生活的重要内容、从古代的烽火到近代的旗语，都是信息传输对入类生活的重要性是不言而喻的。
最基本的信息传输手段当然是语言与文字。
语言与文字的产生和发展，对入类社会的发展起了很大的作用。
没有语言．人类就无法进行思维。
文字不但能够传输信息，而且能够储存信息。
随着人类社会生产力的发展，迫切地要求在远距离迅速而准确地传送信息。
人类认识发展信息的历程。
一.我国古代利用烽火传送边疆警报，这可以说是温古老的光通信。
以后又出了“旗语”，就是用编码的方法来传妨信息。
此外，诸如信鸽、释站快马接力等，也都是人们曾采用过的传输信息的方法。
二.1837年莫尔斯发明了电报，创造了莫尔斯电码，开创了通信的新纪元。
1876年贝尔发明了电话，能够直接将语言信号变为电能沿导线传送。
电报、电话的发明，为迅速准确地传递信息提供了新手段，是通信技术的重大突破。
1864年，英国物理学家麦克斯韦发表了“电磁场的动力理论”这一著名论文，得出电磁场方程，从而理论上证明了电磁波的存在为后来无线电发明和发展奠定了坚实的基础。
1887年赫兹证明了电磁波的客观存在。
1895年马可尼首次在几百米的距离用电磁波进行通信通信获得成功，1901年又完成了横渡大西洋通信，从此无线电通信进入实用阶段。
三.20世纪60年代开始出现将“管”“路”结合起来的集成电路几十年来已取得巨大成就中，大规模集成电路乃至超大规模集成电路不断涌现。
四．近几年来，无线电发展的最明显的趋势就是3G手机。
所谓3G手机通俗地说就是指第三代手机，3G手机已经成了集语音通信和多媒体通信相结合，并且包括图像、音乐、网页浏览、电话会议以及其它一些信息服务等增值服务的新一代移动通信系统。
从发明无线电开始，传输信息就是无线电技术的首要任务。
直到今天，虽然无线电电子学技术领域在迅速扩大．但信息的传输与处理仍然是它的主要内容。
压控振荡器(VCO)设计
压控振荡器（VCO）设计1、基本要求：z振荡频率30~50MHz；z频率可以连续调整；z用三极管和变容管二极管实现，而不能使用集成芯片；z写出原理分析、设计报告及调试记录2、扩展要求：z采用其他类型的设计电路，设计方法z扩大频率调节的范围z提高频率的稳定度一、振荡电路基础振荡电路是在放大器的输入即使不加信号是，放大器也处于持续输出一定频率和振幅信号的状态。
1、正反溃增益为A 的放大器输入Vout1）、起振的条件对于电路增益1A G A β=−，要求1A β=；反馈信号与输入信号同相位2、选频网络增益为A的放大器输入Vout振荡器的振荡频率由选频网络确定。
3、选频网络正弦波振荡器按选频网络的不同一般可以分为三类：z RC振荡器：振荡频率一般小于1MHz，Q值较小z LC振荡器：振荡频率一般大于MHz, Q值较大z石英晶体振荡器：振荡频率精确，Q值最大且频率稳定性较好，但频率可调范围小，几乎不可调。
综上所述，我们选择使用LC振荡器，来实现该振荡电路的设计。
4、LC振荡电路LC振荡电路一般有三种形式：变压器反馈式、电容三点式和电感三点式。
三点式振荡器是指LC回落的3个端点与晶体管的3个电极分别连接而组成的一种振荡器。
电容三点式振荡器：又称Colpitts振荡器。
其优点是电容对高次谐波呈现较小的阻抗，反馈信号中高次谐波分量小，故振荡输出波形好。
考毕兹电路缺点是通过改变电容来调节振荡频率的时候，同时会改变正反馈量的大小，因而会使输出信号的幅度发生变化，甚至会使振荡器停振。
所以电容三点式振荡的电路频率调节不方便，适用于频率调节范围不大的场合。
电感三点式振荡器：又称Hartley 振荡器。
优点是容易起振，改变谐振回路的电容可以方便的调节振荡频率。
哈脱莱电路缺点是：由于反馈信号取自电感两端，而电感对高次谐波呈现高阻抗，故不能抑制高次谐波的反馈，因此振荡器输出信号的高次谐波成分较大，信号波形较差。
改进型的电容三点式振荡器：又称克拉泼振荡器。
正弦波振荡电路教学设计
省精品课程 《模拟电子技术技能训练》实训课程教学设计
& 卩741构成的正弦波振荡电路
1 •掌握使用集成运放PA741构成的正弦波振荡电路的工作原理：
2•掌握使用集成运（1A74放构成的正弦波振荡电路的装配（设计.布线、制
板、安装、焊接、调试）技能。
3 •熟悉模拟电子技术技能训练中常用电子测量仪器的综合使用技能。
掌握使用集成运放R A74构成的正弦波振荡电路的装配与调试技能。
图5-5-1 集成运算放大器FI A741实物与引脚排列
图5-5-2为集成运放HA741构成的正弦波振荡电路。
授课教师: 授课日期: 授课班级:
工具、仪器
材料 双踪示波器一台
连接导线若干 指针式万用表或数字式万用表一台
焊锡丝若干 晶体管电伏表一台
元器件见表5-5-1 电烙铁45W 、锻子、尖嘴钳各一把
直流稳压电源一台
教学目标
工作任务
实训器材 表5-5-2 工具、材料、仪器
基础知识 如图5-5-1所示为集成运算放大器FI A741的实物和引脚排列。
LC正弦波振荡器课程设计2
1摘要：信号源又称信号发生器或振荡器，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。
正弦波振荡电路就是一个没有输入信号的带选频网络的正馈放大电路。
常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成，这就是反馈振荡器。
按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。
正弦波信号发生器在电路实验和设备检测中具有广泛用途。
例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频发射，即载波，把音频、视频信号或脉冲信号发射出去，则需要能产生高频的振荡器。
在工业、农业、生物医学等领域内，诸如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器。
正弦信号发生器主要用于测量电路和系统的频率特性、非线性失真、增益及灵敏度等。
我所设计的系正弦信号生器（20 Hz~2 MHz），频率稳定度高（优于0.0001），非线性失真数不大于3%,信号幅值稳定，驱动负载能力强，具有优良的特性和泛的应用前景。
在本课程设计中，通过对电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器（克拉波电路和西勒电路）的分析、对比和讨论，以比较出最佳的设计方案。
2、综述：3、方案的设计与分析：1、电感三点式振荡器：电感三点式振荡器又称哈特莱振荡器，其原理电路如图（a）所示，图（b ）是其交流等效电路。
图（a ）中， Rb1、Rb2和Re 为分压式偏置电阻；Cb 和Ce 分别为隔直流电容和旁路电容；L1、L2和C 组成并联谐振回路，作为集电极交流负载。
谐振回路的三个端点分别与晶体管的三个电极相连，符合三点式振荡器的组成原则。
由于反馈信号f U ∙由电感线圈L2取得，故称为电感反馈三点式振荡器。
其中：电容三点式振荡电路相似的方法可求得起振条件的公式为()ie p oe fe Fg g g F y +'+>1反馈系数F 的表达式为M L ML F ++=12当线圈绕在封闭瓷芯的瓷环上时，线圈两部分的耦合系数接近于1，反馈系数F 近似等于两线圈的匝数比，即F=N2/N1。
电子线路课程设计-正弦波震荡电路设计
《正弦波震荡电路设计》课程设计报告书专业：电子信息科学与技术班级：12级3班学生姓名：马海龙李鹏飞杨永登指导老师：郑江云摘要本次课程设计的目标是设计一个RC电容振荡电路。
RC振荡电路由放大电路和选频网络两部分组成,施加正反馈就产生振荡，振荡频率由RC网络的频率特性决定。
它的起振条件为：Rf>2R1，振荡频率为：fo=1/2πRC。
运算放大器选用UA741,采用非线性元件来自动调节反馈的强弱以维持输出电压的恒定，进而达到自动稳幅的目的，这样便可以保证输出幅度为2Vp-p；而频率范围的确定是根据式fo=1/2πRC以及题目给出的频率范围来确定电阻R或电容C的值，进而使其满足题目的要求。
关键词：RC振荡电路、振荡频率、输出幅度目录摘要______________________________________________________________ 2 目录______________________________________________________________ 3 一、RC震荡电路概述________________________________________________ 4常用的RC振荡电路______________________________________________ 4(1)RC移相式振荡器__________________________________________ 4(2)RC桥式振荡器____________________________________________ 4RC振荡电路工作原理____________________________________________ 5(1) 起振过程_______________________________________________ 6(2) 稳定振荡_______________________________________________ 6(3) 振荡频率_______________________________________________ 6(4)起振及稳定振荡的条件 ____________________________________ 7二、设计任务与要求________________________________________________ 72.1 课程设计的目的_____________________________________________ 72.2 课程设计的任务与要求_______________________________________ 72.3 课程设计的技术指标_________________________________________ 8三、正弦波振荡电路理论设计________________________________________ 81 技术指标_____________________________________________________ 82 设计方案_____________________________________________________ 83实现方案_____________________________________________________ 9 4仿真结果_____________________________________________________ 9四.安装调试______________________________________________________ 114.1安装调试过程______________________________________________ 114.2 故障分析与结论____________________________________________ 12五、使用仪器设备清单_____________________________________________ 13一、RC震荡电路概述常用的RC振荡电路有相移式和桥式两种。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
武汉理工大学《高频电子线路》课程设计说明书摘要随着现代通信技术的发展，各种通信设备层出不穷，涉及信息收发的各种仪器在调制和解调过程中，都必须依靠高精度的振荡源，否则信息将无法发送和接收，因而个正通信设备中几乎都离不开高稳定度的振荡源。
振荡器的种类有很多，包括反馈式振荡器、负阻式振荡器等，本次课程设计主要完成正弦波压控振荡器（VCO）的设计。
包含有压控元件作为频率控制器件的振荡器就称为压控振荡器，压控振荡器广泛应用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。
本次设计利用晶体管、变容二极管等分立元件完成相关设计，并达到设计要求。
关键字：正弦波振荡器变容二极管 VCOAbstractWith the development of modern communications technology, a variety of communications equipment and related information sent to or from a variety of instruments in the modulation and demodulation process, must rely on high-precision oscillations, otherwise the information will not be able to send and receive, and thus a positive communication equipment almost without high stability of oscillations. Oscillator types include feedback oscillator, negative resistance oscillator, etc, this course is designed mainly to complete the sine wave voltage controlled oscillator (VCO) design. Contains a voltage-controlled components as the oscillator frequency control device is called a voltage controlled oscillators, voltage controlled oscillators widely transmitters carrier source, spread spectrum communications carrier source or as a mixer local oscillator. This design using transistors, varactor diodes, etc to complete discrete components, and related design meet the design requirements.Keywords: sine wave oscillator varactor VCO1正弦波压控震荡器介绍1.1正弦波振荡器正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。
广泛应用于各种电子设备中，特别是在通信系统中起着重要作用，它是无线电发送设备的心脏部分，也是超外差式接收机的主要部分。
根据选频网络所采用的器件可以分为LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器，其中RC振荡器一般用在频率较低的场合。
LC最常用的电路是三点式，即LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路。
如图1所示图1-1三端振荡器从相位平衡条件判断，三端式振荡器能否震荡的原则为：（1）X1和X2的电抗性质相同；（2）X3与X1、X2的电抗性质相反。
1.2 两种改进型电容反馈振荡器三端式振荡器根据组成反馈网络元件的电抗性质，可分为电容反馈式振荡器和电感反馈式振荡器。
由于电容反馈式振荡器具有工作频率高、波形好等优点，在许多场合得到了广泛应用。
常用的两种改进型电容反馈的振荡器为克拉泼振荡器和西勒振荡器。
分别如图1-2和图1-3所示，本课程设计的压控振荡器电路即根据西勒振荡器变化而来。
图1-2克拉泼振荡器 图1-3西勒振荡器2 VCO 硬件电路设计2.1 压控振荡器压控振荡器指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路,常以符号(VCO)(V oltage Controlled Oscillator)。
其特性用输出角频率ω0与 输入控制电压Uc 之间的关系曲线(图2-1)来表示。
图2-1中,Uc 为零时的角频率ω0称为自由振荡角频率；曲线在ω0处的斜率K0称为控制灵敏度。
使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，就可构成一个压控振荡器。
2.2 压控振荡器的基本参数1 工作频率：规定调谐电压范围内的频率范围称作工作频率，通常单位为“MHz ”或“GHz ”。
2 输出功率：在工作频段内输出功率标称值，用Po 表示。
通常单位为“dBmw ”。
3输出功率平稳度：指在输出振荡频率范围内功率波动最大值，通常单位为图2-1 压控振荡器特性曲线“dBmw”。
4 调谐灵敏度：定义为调谐电压每变化1V时，引起振荡频率的变化量，在线性区内，灵敏度最高，在非线性区灵敏度降低。
5 谐波抑制：定义在测试频点，二次谐波抑制=10Log（P基波/P谐波）（dBmw）。
6 3dB调制带宽：是指特定用途的VCO在作调频使用时，调制信号为1Vp-p 时，产生的调频频带宽度，主要有双端压控作调频时用户的要求作出设计2.3 正弦波压控振荡器设计方案2.3.1 方案一基于积累型MOS变容器的正弦波压控振荡器将MOS晶体管的漏、源和衬底短接便可成为一个简单的MOS电容，其电容值随栅极与衬底之间的电压VBG变化而变化。
在反型区和积累去的PMOS电容值Cmos等于Cox（氧化层电容）。
在强反型区和积累区之间还有三个工作区域：中反型区、弱反型区和耗尽区。
这些工作区域中只有很少的移动载流子，使得Cmos电容值减小，此时的Cmos可以看成Cox和Cb与Ci的并联电容串联构成。
Cb表示耗尽区域电容的闭环，而Ci与栅氧化层界面的空穴数量有关。
2.3.2 方案二 利用变容二极管在振荡器的振荡回路上并接或串接某一受电压控制的电抗元件后，即可对振荡频 率实行控制。
受控电抗元件常用变容二极管取代。
变容二极管的电容量Cj 取决于外加控制电压的大小，控制电压的变化会使变容管的Cj 变化，Cj 的变化会导致振荡频率的改变。
对于图中，若C1、C2值较大，C4又是隔直电容，容量很大，则振荡回路中与L 相并联的总电容为：C=Cj + [C3串C2串C1]=Cj + C'变容管是利用半导体PN 结的结电容受控于外加反向电压的特性而制成的一种晶体二极管，它属于电压控制的可变电抗器件，其压控特性的典型曲线如图所示。
图中，反向偏压从3V 增大到30V 时，结电容Cj 从18pF 减小到3pF ，电容变化比约为6倍。
对于不同的Cj ，所对应的振荡频率为（VR 为最小）m ax m in 12'j f C C π=+ （VR 为最大）图2-2 积累型MOS 变容器通常将fmax 和fmin 的比值称为频率覆盖系数，以符号Kf 表示，上述振荡回路的频率覆盖系数m ax m axm in m in ''j f j C C f K f C C +==+ 通过以上分析可知，本设计满足振荡器的起振条件和平衡条件，振荡器的另一个重要指标是频率稳定度，因此在本次设计中各器件参数的选择必须满足频率稳定度的要求。
因此我们选用用变容二极管作此设计图2-4 变容二极管变容特性3 设计过程3.1 正弦振荡器电路正弦压控振荡电路(VCO)的论证本设计选用西勒振荡电路作为VCO。
这种电路的特点是：振荡频率由c3、c4决定，但反馈系数由c1、c2决定，解决了基本三点式振荡设计中存在的改变振荡频率必改变反馈系数的矛盾。
综合考虑稳幅输出和调谐方便，本设计选用变容二极管取代c4实现本系统的核心模块VC0。
图3-1 正弦振荡电路3.2 稳幅控制的选择与论证方案一采用带有自动增益控制的运放，对VCO输出信号进行放大的同时又稳定输出幅度。
这种设计方案要求运放有较高的带宽增益积，价格比较贵，性价比不高，故不采用。
方案二采用自动增益控制的办法，对VCO的输出进行检波，检波输出信号经滤波后反馈回振荡器，控制振荡器的静态工作点，使VCO输出幅度基本保持不变。
这种闭环控制的方法理论上会有很好的效果。
但具体实现电路复杂。
重要的是这种方案在振荡器起振前，无法给出正确的静态工作点，故不采用此方案。
方案三对方案二进行改进，用软硬件结合的办法，通过幅度测定反馈，实时动态调整静态工作点，实现稳幅输出。
具体实现办法为：利用数控电位计控制基极的电压。
为使VCO顺利起振，预先测试好每个频率基本稳幅输出所需的基极电压，量化做表，存ROM中，在控制锁相环设定频率的同时给出该频率起振所需的基极电压。
在振荡器起振后，通过检波和A／D采样，实时检测输出电压，根据检测结果由单片机随时调整数控电位计的工作状态，构成稳定的反馈回路。
思考证明的实验三应该是最佳选择，但是由于我们对单片机控制电路，不甚了解，时间有限，所以为了避免电容产生的非线性因素通常利用串联或并联电容的方法来调整回路总电容。
3.3 缓冲电路设计图3-2 缓冲电路设计信号从三极管的基极输入，射级输出。
输入电阻很大，输出电阻很小，可以有效的提高电路的功率利用率。
再次晶体管后面接一跟随器，就可以减小级间影响，因为本电路设计无级间连接，故跟随器没有显示出来4 总体电路设计图4 总体电路设计5 振荡电路参数的确定与仿真5.1参数选择要求振荡频率为10MHz，根据公式，可以假设，C3,C2,C4分别为18pF，10pF，33pF。
再确定变容二极管。
在实际应用中，Cj作为回路电容总会出现非线性，输出信号的频率稳定度也将下降。
因此，通常利用串联或并联电容的方法来调整回路总电容。
根据上述电容的取值，可以求出，电感L大约为200uH。
为了使三极管工作在合适的静态工作点，需要设置合适的偏置电路。
我们不妨取偏置电阻R1，R2分别为1k 欧姆与3k 欧姆，缓冲级电阻R3，R4皆取1k 欧姆。
如此，可以满足q点的要求。
另外，一些阻直流，通交流；阻交流，通直流的非线性原件取合适的值，便可以将高频信号与直流源隔离开，使得输出效果更好。
5.2 基于Multisim的仿真调试5.2.1 静态工作点测量表5.1 静态工作点测量UbQ（V）Uce（V）IcQ（mA）IbQ（V）Ube（V）1.3 3.7 12.2 1.22 0.75.2.2 振荡电路性能测量表5.2 振荡电路性能测量偏置电压（V） 3 5 6 8振荡频率（MHz）11.795 12.34 12.623 13.8电压幅度（V） 1.1 1.23 1.36 1.575.2.3 同时仿真测得输出波形由于元器件不稳定及偏置电压设置不足够准确等原因，波形不大稳定，有失真。