电压控制LC振荡器设计说明 xin
7.2.1电压控制LC振荡器
7.2设计与总结报告示例设计与总结报告示例给出在2003年电子设计竞赛中的3个设计总结报告：电压控制LC 振荡器（A题）设计与总结报告，低频数字式相位测量仪（C题）设计与总结报告，简易智能电动车（E题）设计与总结报告。
在竞赛中以上3个设计总结报告都获得了较好的评分，作为实例，抛砖引玉，仅作为参考。
7.2.1电压控制LC振荡器（A题）设计与总结报告示例（以下是一个实际的电压控制LC振荡器（A题）设计与总结报告）电压控制LC振荡器（A题）摘要：本设计基于数字频率合成技术，采用FPGA完成电压控制LC振荡器的控制。
采用锁相环式频率合成器技术，由FPGA实现对PLL频率合成器的控制。
可自动改变频率，步进达1KHz；可实时测量压控振荡器输出频率、输出电压峰-峰值，并用液晶显示器显示；在输出负载为容性阻抗时，用一串联谐振回路提高其输出功率；采用了交流电压负反馈和AGC电路来稳定输出电压；末级功放选用三极管3DA5109，使其工作在丙类放大状态，提高了放大器的效率。
同时系统还实现了频率扩展、自制音源、立体声编码等实用性功能。
程序设计采用超高速硬件描述语言VHDL,在Xilinx公司的SpartanⅡ系列的XC2S2005PQ-208芯片上编程实现，经测试，整机功能齐全，输出正弦波波形比较稳定，没有明显失真；输出频率稳定度达到10-3；输出功率≥20mW；输出电压可稳定在1V±0.1V。
关键词：压控振荡器数字频率合成FPGAV oltage Controlled LC OscillatorAbstract：The system adopting FPGA to design the VCO is based on the digital frequency synthesize technical.The digital PLL principle is used and the control of the core chip MC145152is accomplished by FPGA.It can automatically change and measure the frequency of VCO with a step of1kHz and Vp-p and display it by LCD.Meantime it realizes the functions of expanding the frequency,designing the homemade sound barrier, stereo coding etc,which make the precept better and more practical.The design isprogrammed with VHDL and realized in the chip of XC2005PQ-208Xilinx series.It is proved to be well functioning,the output frequency is stable and the power of it is over 20mW,and the capability indexes are also good after testing.Keywords：VCO digital frequency synthesize FPGA（注意：以上内容在实际论文中为一页）目录1.系统设计 (x)1.1总体设计方案 (x)1.1.1设计要求 (x)1.1.2设计思路 (x)1.1.3方案论证与比较 (x)1.1.4系统组成 (x)2.单元电路设计 (x)2.1压控振荡器的设计 (x)2.2锁相环路的设计 (x)2.2.1PLL频率合成电路设计 (x)2.2.2前置分频器 (x)2.2.3低通滤波器 (x)2.2.4电源电路 (x)2.3功率放大电路的设计 (x)2.4峰-峰值测量电路的设计 (x)2.5立体声编码器的设计 (x)2.6频率的计算 (x)3.软件设计 (x)3.1MC145152的控制和显示部分的设计 (x)3.2测频计的设计 (x)3.3ADC0809控制部分的设计 (x)3.4液晶显示驱动的设计 (x)4.系统测试 (x)4.1测试使用的仪器 (x)4.2指标测试和测试结果 (x)4.2.1输出频率范围和稳定度的测试 (x)4.2.2电压峰-峰值的测试 (x)4.2.3输出功率的测试 (x)5.结束语 (x)参考文献 (x)附录 (x)附录1、元器件明细表 (x)附录2：程序清单 (x)注意1：目录中的页码根据实际论文的页码编写，此处全部用x表示。
电压控制LC振荡器设计
电压控制LC振荡器设计摘要：近年来，随着无线通信技术的飞速发展，使市场对射频集成电路产生了巨大的需求。
在射频电路中，压控振荡器(VCO)占有非常重要的地位，它是锁相环、时钟恢复电路以及频率综合器的重要组成电路，所以设计高性能的压控振荡器对通信系统性能的提高具有十分重要的意义。
电压控制LC振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电一光转换电路、移动式手持设备等提供了很好的解决方案。
本设计采用压控振荡芯片MC1648和变容二极管MV209，外接一个LC振荡回路构成变容二极管压控振荡电路，只要改变二极管两端的电压，即可改变MC1648的输出频率。
并且利用锁相环频率合成技术，采用大规模PLL芯片MC145152和其他芯片构成数字锁相环式频率合成器，另外利用MC145152的分频系数A、N值而改变输出频率，使输出频率稳定度进一步提高。
关键词： MV209；压控振荡器；锁相环；频率稳定Voltage-controlled LC oscillatorAbstract: In recent years, with wireless communication technology rapid development of the market for radio frequency integrated circuit produced a huge demand. In the RF circuit, the voltage-controlled oscillator (VCO) occupies a very important position, which is phase-locked loop, clock recovery circuit and the frequency of an important component of an integrated circuit device, so the design of high-performance voltage-controlled oscillator for communication system performance the improvement of great significance.The voltage-controlled LC oscillator is now using a very broad class of electronic devices for power conversion circuit for a light, mobile handheld devices provide a good solution. Design and use of VCO varactor chip MC1648 MV209, constitute an external LC oscillator circuit varactor VCO circuit, as long as the change in voltage across the diode, you can change the MC1648's output frequency. And the use of PLL frequency synthesizer technology, using large-scale MC145152 PLL chip and other chips form digital PLL frequency synthesizer, while the sub-frequencycoefficients using MC145152 A, N value and change the output frequency, the output frequency stability and further increased.Key words：MV209; voltage controlled oscillator; PLL; frequency stability AGC目录1引言 (3)1.1系统设计的目的 (3)1.2系统设计的意义 (4)1.3 研究范围及要达到的参数 (4)1.4本课题应解决的主要问题 (5)2系统设计要求和设计方案 (2)2.1系统设计的依据 (2)2.2系统设计的要求 (2)2.3系统的性能指标 (2)2.4系统的方案论证 (3)2.4.1电压控制LC振荡器的设计与比较 (3)2.4.2功率放大器的设计与比较 (4)2.4.3频率控制方式的设计与比较 (5)2.4.4 控制模块的设计方案与选择 (6)2.4.5稳幅电路的设计方案与选择 (6)3系统硬件设计 (7)4.1压控振荡器和稳幅电路的设计 (7)4.2锁相环式频率合成器的设计 (7)4.2.1鉴相器 (10)4.2.2压控振荡器 (11)4.2.3环路滤波器 (12)4.2.4锁相环（PLL）技术基本原理 (13)4.2.5PLL频率合成电路的设计 (15)4.3前置分频器 (18)4.4低通滤波器 (19)4.5单片机控制电路的设计 (20)4系统软件设计 (22)5.1程序设计 (22)5.1.1设定A、N值，以得到需要的输出频率 (23)5.2系统的仿真 (26)5系统调试 (27)6结束语 (28)参考文献 (29)附录 (30)附录1：元器件清单 (30)附录2：电路原理图 (31)附录3：程序 (35)谢辞 (36)1.引言振荡器用于产生一定频率和幅度的信号，它不需要外加输入信号的控制，就能自动的将直流电流转换为所需的交流能量输出。
电压操纵LC振荡器
一、设计目的1.把握电子电路的一样设计方式和设计流程；2.学习利用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图；3.把握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。
二、设计要求设计一个电压操纵的LC振荡器，具体要求如下：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. 输出电压（峰—峰值）：1V±.三、设计内容压控振荡器voltage control oscillator指输出频率与输入操纵电压有对应关系的振荡电路(VCO)。
其特性用输出角频率ωo与输入操纵电压u c之间的关系曲线(图1 压控振荡器的操纵特性)来表示。
图中, u c为零时的角频率ωo,o称为自由振荡角频率；曲线在ωo, o处的斜率K o称为操纵灵敏度。
使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入操纵电压的操纵，就可组成一个压控振荡器。
在通信或测量仪器中，输入操纵电压是欲传输或欲测量的信号（调制信号）。
人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。
在自动频率操纵环路和锁相环环路中，输入操纵电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的一个受控部件。
压控振荡器的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。
对压控振荡器的技术要求要紧有：频率稳固度好，操纵灵敏度高，调频范围宽，频偏与操纵电压成线性关系并宜于集成等。
晶体压控振荡器的频率稳固度高，但调频范围窄，RC压控振荡器的频率稳固度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。
LC压控振荡器在任何一种LC振荡器中，将压控可变电抗元件插入振荡回路就可形成LC压控振荡器。
初期的压控可变电抗元件是电抗管，后来多数利用变容二极管。
图 2LC压控振荡器原理电路是克拉泼型LC压控振荡器的原理电路。
图中，T为晶体管，L为回路电感，C1、C2、C v为回路电容, C v为变容二极管反向偏置时呈现出的容量; C1、C2通常比C v大得多。
电压控制LC振荡器设计20概要
电压控制振荡器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。
系统的输出频率范围-以上。
设计以单片机为控制核心,实现频率和电压为10MHz—40MHz。
频率稳定度在103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 A/D574AbstractThis 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-.This design uses from 10MHz to 40MHz, and its frequency stability can reach 103a single-chip as control core to measure and 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 frequencyoutput. 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 A/D574一、方案论证与比较根据题目要求,提出以下三种方案加以论证比较。
电压控制LC振荡器设计
电压控制LC振荡器设计作者：叶雯静来源：《科技视界》 2014年第24期叶雯静（重庆能源职业学院，中国重庆 402260）【摘要】本设计采用两个独立的VCO振荡器和宽带放大器获得不同波段正弦信号，波段内频率调节方便，平坦度好，系统不需设置AGC放大器，设计调试方便。
该方案主要由压控LC 振荡器、锁相环、宽带放大器、缓冲器、高频丙类功率放大器、前置分频器、高频检波器、V/F 变换器及单片机最小系统组成。
为提高频率稳定度，压控LC振荡器中引入了锁相技术。
为提高输出电压的测量精度和减少占用单片机口线，峰值检波器中采用了抑制温度漂移偏置方式，A/D 变换采用V/F变换测频方式。
为提高高频功率放大器的效率，放大器采用丙类工作方式。
为保证系统关机后再次开机时输出参数保持不变，系统设置了输出参数记忆电路。
为使显示内容丰富、清晰直观，显示部分采用了液晶显示。
为提高电压测量精度，系统采用了软件拟合技术。
整个系统在单片机的控制下协调工作。
【关键词】压控LC振荡器；锁相环；宽带放大器；V/F变换器；单片机最小系统1 总体设计根据设计任务要求，为了实现电压控制LC振荡器工作频率的宽范围调节和输出电压、工作频率的精确测量，提高工作频率稳定度、输出电压的平坦度及高频功率放大器的效率，可采用多种方案实现。
本设计着重考虑采用两个独立的VCO振荡器和宽带放大器获得不同波段正弦信号，波段内频率调节方便，平坦度好，系统不需设置AGC放大器，设计调试方便。
该方案系统结构如图1所示。
为了达到输出频率要求的覆盖范围并达到要求的平坦度，本方案采用两个LC压控振荡器分别构成两个波段，每个波段的频率变化范围相对较窄，容易保证输出电压的平坦度，而不需设置AGC放大器。
波段的选择由单片机根据输出频率值用继电器控制转换。
为提高输出工作频率稳定度，采用了锁相技术，锁相环的分频次数由单片机进行程序控制。
为使输出电压达到设计任务要求，在压控振荡器之后分别设置了两个宽带放大器，每个宽带放大器放大一个波段，放大后的信号经缓冲器输出，对于30MHz的信号经高频功率放大器放大输出。
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
电压控制LC振荡器设计
电压控制LC振荡器设计【摘要】电压控制LC振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，本设计选用西勒振荡电路作为VCO，只要改变二极管MMBV109两端的电压，即可改变VCO的输出频率。
并且利用锁相环频率合成技术，采用大规模PLL芯片MC145152和其他芯片构成数字锁相环式频率合成器，使输出频率稳定度进一步提高。
【关键词】压控振荡器；频率输出电路；幅度稳定电路；控制电路无线通信系统的蓬勃发展推动了射频集成电路的研究和开发。
在工艺技术的飞速进步下，尤其是电感和变容管的无源器件片上实现问题的解决，压控振荡器已经可以实现单片集成，这对降低收发机的成本十分关键。
如何在较低的功耗下设计噪声性能和调谐范围满足系统应用要求的全集成电感电容压控振荡器，仍然是目前射频集成研究领域的难点。
本设计针对上述问题，系统分析了射频全集成电感电容压控振荡器的原理和实现，参考国内外压控振荡器研究的现状，设计了一种低压、低功耗、低相位噪声和较大调谐范的集成压控振荡器。
1 总体设计电压控制LC振荡器(VCO)是一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器，图1为其组成框图。
图中，VCO产生频率随压控电压改变的正弦信号；频率控制电路产生高稳定度的参考频率，使VCO的频率稳定，并产生随控制频率变化的直流电压；幅度稳定电路对VCO输出电压进行放大，并且广大器的增益与输入信号的幅度成反比，从而使输出信号幅度稳定；单片机控制电路产生频率控制和幅度控制命令。
2 电路设计2.１正弦VCO电路设计常用LC振荡电路有克拉泼电路和西勒电路。
克拉泼电路虽然振荡频率较为稳定，但频率覆盖范围较窄，在振荡频率较宽时，输出幅度不均匀，频率升高后不易起振。
西勒电路较易起振，振荡频率也较为稳定，当参数设计得当时，频率覆盖系数可达1.4～1.6。
因此，本设计选用西勒振荡电路作为VCO，如图2(a)所示。
这种电路的特点是：振荡频率由C3、C4决定，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然改变反馈系数的矛盾。
LC振荡器设计范文
LC振荡器设计范文一、LC振荡器的原理1.振荡条件：LC振荡器在满足一定的振荡条件下才能正常工作。
振荡条件是指LC回路的共振频率等于信号源频率或者整数倍的情况。
只有在满足振荡条件下，系统才会呈现稳定的振荡现象。
2.振荡回路：LC振荡器采用LC回路作为振荡回路，通过电感和电容之间的互相作用产生信号。
电感是储存能量的元件，而电容是能够存储电荷的元件。
在LC回路中，电感和电容交替储存和释放能量，从而实现信号的产生和放大。
3.负反馈：LC振荡器通过反馈回路实现信号的自激振荡。
当输出信号通过反馈回路传回输入端时，会形成一个连续的自激振荡过程。
这种负反馈机制可以使得信号在系统中不断循环，并最终形成稳定的振荡输出。
二、LC振荡器的设计步骤设计一个LC振荡器需要按照以下步骤进行：1.选择工作频率：首先确定所需的信号频率，这将决定LC回路的参数选择以及振荡电路的整体设计。
通常情况下，选择一个适中的频率可以使得振荡器的性能更加稳定。
2.确定LC回路参数：根据所选的频率，计算出电感和电容的数值。
通过简单的公式可以确定LC回路的共振频率和品质因素，这将帮助我们设计出合适的振荡回路。
3.设计振荡电路：根据所选的电感和电容数值，设计出完整的LC振荡电路。
通常情况下，采用共射/共基极放大器结构可以实现信号的放大和稳定的振荡输出。
4.考虑反馈回路：在设计振荡器时，需要考虑反馈回路的设计，以实现信号的自激振荡。
选择适当的反馈元件和结构可以使得振荡器的性能更加稳定和可靠。
5.仿真和调试：设计完成后，进行仿真和调试，验证振荡器的性能和稳定性。
通过实际测试可以进一步优化振荡器的参数和电路结构，使其达到最佳的性能。
三、LC振荡器的性能分析1.振荡频率和品质因素：振荡频率是振荡器所工作的频率范围，品质因素表示振荡器的稳定性和频率选择性。
振荡频率越准确，品质因素越高，振荡器的性能也越好。
2.输出波形和波形失真：输出波形是振荡器输出信号的形状和幅度，波形失真是指输出信号与理想信号之间的差异。
电压控制LC振荡器设计与总结报告
电压控制LC振荡器（A题）设计与报告总结摘要根据题目要求，设计采用变容二极管BB910实现电压控制LC振荡，核心控制电路基于STM32F103VET6单片机控制。
系统主要由压控式LC振荡电路，锁相环，AGC电路，单片机的控制电路及频率计，电压峰峰值测量电路，TFT液晶显示模块，键盘等部分组成。
通过晶体振荡器，MC1648和MC145162等构成的锁相环频率合成电路来提高输出频率的稳定度，实现100kHz频率步进。
若负载为容性阻抗，采用串联谐振回路以提高输出功率。
为保证输出电压幅度稳定，加入交流电压负反馈和直流AGC电路,可使系统集成度高，稳定性、可靠性强。
关键词STM32F103VET6单片机变容二极管锁相环 AGC电路 MC1648一、方案设计与论证1.主振器模块方案一：使用电感三点式振荡电路。
如下图1-1所示，电感反馈振荡电路容易起振，但电感反馈支路为感性支路，对高次谐波呈现高阻抗，故对回路中的高次谐波反馈较强，波形失真较大；另外，由于两个电感元件上的分布电容并联于电感元件的两端，工作频率越高，分布电容的影响也愈严重，这就使得电感反馈式三端振荡电路的工作频率不能太高。
图1-1 图1-2方案二：使用电容三点式振荡电路。
如上图1-2所示，电容三端振荡器的优点是输出波形较好，该电路中的不稳定电容（分布电容，器件的结电容等）都是与该电路并联的，因此适当加大回路电容量，就可以减弱不稳定的分布电容对振荡频率的影响，提高了频率稳定度。
但是电容三点式主振器在调频时不方便，而且可调范围不大。
方案三：使用采用集成的压控振荡器电路，如图下1-3所示，选用压控振荡器芯片MC1648，其工作电压5V，工作频率可从1.0MHz~150MHz，需要外接一个并行的LC槽路，结合变容二极管BB910，可以实现发挥部分的扩展频率范围要求，另外，MC1648内部有放大电路和自动增益控制，可以实现输出频率稳幅，射极随器有隔离作用，可减小负载对振荡器工作状态的影响，该电路外围元器件少，调试方便。
电压控制LC振荡器的设计.
电压控制LC振荡器的设计.1. 引言LC振荡器是一种基本的电路，在电子设备和通讯系统中应用广泛，例如，信号发生器、局域网网络、射频收发机和数字时钟等。
其具有频率稳定和频率可调等显著优点。
电压控制LC振荡器则是一种通过改变电压控制频率的振荡器，也被称为VCO（Voltage Controlled Oscillator）。
本文将讨论如何设计一种电压控制的LC振荡器。
2. LC振荡器的基本原理LC振荡器是由电感L和电容C以及一个放大器组成的。
当振荡器运行时，放大器输出电信号将被电感和电容产生相位差，并在放大器输入端反馈形成振荡信号。
LC振荡器的频率可以通过改变电容或电感的值来调节。
其特点是电路简单，但是频率稳定度受到电感和电容固有品质的影响，不能直接调节频率，而且温度和供电电压的变化也会引起频率变化。
电压控制LC振荡器是通过改变电容或电感的值来控制振荡频率的，在其基本原理上，与LC振荡器没有什么不同。
电压控制LC振荡器需要额外添加一个电压控制电容，实现了对频率的直接控制。
当电容的电压变化时，其容值也会随之变化，进而导致振荡频率的改变。
电压控制电容可以是可变电容二极管、反向二极管等。
电压控制LC振荡器的电路设计包括三个方面：振荡电路、放大器和电压控制电容等。
振荡电路的设计：选择合适的电感和电容是电路设计的重点。
电感的选择应该考虑到电感质量因数Q的高低，而电容的选择也要考虑到其品质因数。
品质因数是指LC振荡器输出电信号的失真程度，品质因数越大，振荡器输出的信号失真越小，频率稳定度越高。
放大器的设计：放大器的设计应该考虑到它的增益和输入输出电阻，印刷电路板的布局也应该考虑到信噪比和互调失真等因素。
电压控制电容的设计：电压控制电容可以是可变电容二极管、反向二极管等。
对于可变电容二极管，应该选择其与电感和电容的品质因数匹配度高的型号。
对于反向二极管，应选择其反向电容变化率高的型号。
5. 电路实现电路实现需要将上述三个方面的设计结合起来，进行电路原理图设计、PCB布局设计和元器件的选配。
电压控制LC振荡器(1)
电压控制LC振荡器摘要本系统以单片机AT89C55为核心，采用电感反馈LC振荡器，利用分波段方式进行频率范围扩展，采用D/A直接控制和锁相控制两种方式对压控LC振荡器进行控制。
系统还组合了自动增益控制电路，测频测幅电路，高频功率放大器电路等单元电路。
锁相环的实现，减小了步进间隔，提高了输出频率的稳定度；自动增益控制单元，使输出信号的峰-峰值稳定在1V左右；测频测幅单元完成了实时显示信号频率和幅度的功能；功率放大单元对固定的30MHz信号进行功率放大，且可以在50 纯阻和容性负载实现≥20mW功率输出，具有较高的效率。
整机指标达到了题目的基本设计要求和扩展设计要求，整机性能基本满足设计要求。
一．方案论证与比较1.LC振荡器的选择与论证方案一：采用电容反馈的Clapp和Siler振荡器。
振荡器是依靠电容产生反馈电压的，线路简单，工作频率高，波形好。
方案二：采用电感反馈振荡器。
它是依靠电感产生反馈电压。
电路简单，容易起振。
工作频段较电容反馈振荡器宽[1]。
基于上述考虑及题目的具体要求，我们选用方案二。
注：[1]引自《高频电路原理与分析》P104 西安电子科技大学出版社曾兴雯等2.压控方式的选择与论证方案一：采用手工改变电压法，在LC振荡器的谐振回路通过改变变容二极管两端的电压来改变振荡器的输出频率，达到压控振荡的目的。
这种压控方式电路简单，但不利于单片机的智能控制。
方案二：通过D/A转换器，产生精确的控制电压，控制变容二极管两端的电压改变振荡器的输出频率。
这种方式的精度取决于D/A 转换器的精度。
该方式电路结构简单，可利用单片机实现多种功能。
方案三：采用锁相环频率合成进行压控控制。
锁相环频率合成系统主要由LC压控振荡器，相位比较器，环路滤波器，可编程分频器，高稳定度晶体振荡器，参考分频器，中央控制器等组成。
该振荡器的输出频率稳定度与晶体的稳定度相当，提高了输出频率的稳定度，而且可以在单片机的控制下实现输出频率的多种步进形式，实时显示输出频率等多种功能。
电压控制LC振荡器毕业设计
题目:电压控制LC振荡器课程设计目的：1.任务：设计并制作一个电压控制LC振荡器。
2.要求：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。
5）实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值，精度优于10％。
6）可实现输出频率步进，步进间隔为1MHz 100kHz课程设计内容和要求。
时间安排：指导教师签名： 2013年月日系主任（或责任教师）签名：2013年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1. 系统设计 (1)1.1设计要求 (1)1.2设计思路 (1)1.3方案比较与论证 (1)1.3.1振荡电路方案选择 (1)1.3.2锁相环频率合成方案 (2)1.3.3 控制电路设计方案 (3)1.4 系统整体设计 (3)2 单元电路设计 (4)2.1 压控振荡器的设计 (4)2.1.1 振荡电路原理 (4)2.1.2 西勒振荡器电路 (5)2.1.3 电压控制LC振荡电路 (6)2.2 锁相环式频率合成器的设计 (7)2.2.1 PLL频率合成电路设计 (8)2.3单片机控制模块设计 (10)2.4功率放大器设计 (11)2.5 峰-峰值检测显示电路的设计 (12)3.软件设计 (14)4. 仿真结果 (16)4.1 VCO振荡电路仿真结果 (16)4.2 峰峰值检测电路仿真结果 (17)4.3 频率步进波形仿真 (17)4.4 峰峰值及输出频率显示 (18)5. 心得体会 (19)6. 参考文献 (20)7. 附录 (21)摘要本设计描述了电压控制LC振荡器的设计思路，实现的方法及测试方法和测试结果。
本设计采用西勒振荡器作为振荡器的主体部分，解决了基本三点式振荡设计改变振荡频率必改变反馈系数的矛盾，通过改变变容二极管两端的电压来调节振荡器输出频率实现输出在15MHz-35MHz范围内可变，通过VCO改变频率实现频率合成并稳定频率，通过功率放大器使电路输出电压控制在1V。
电压控制LC振荡器设计
电压控制LC振荡器设计首先，我们需要了解电压控制LC振荡器的基本原理。
LC振荡器是由一个电感L和一个电容C组成，通过放大器提供正反馈实现振荡。
在电压控制LC振荡器中，通过改变电容C的电压以调节振荡频率。
当输入电压变化时，通过改变电容C的电压，可实现对振荡频率的控制。
接下来，我们来详细介绍电压控制LC振荡器的设计步骤。
首先，确定振荡频率的要求。
根据应用需求，选择所需的振荡频率范围和中心频率。
然后，选择适当的电感L和电容C。
根据振荡频率的要求，选择能够满足这一频率范围的电感和电容器。
电感L和电容C的数值选择是电压控制LC振荡器设计的重要一步。
可以通过计算公式或者参考相关的设计手册来确定合适的电感和电容数值。
接下来，设计放大器电路。
放大器电路可以选择运算放大器、晶体管放大器等。
放大器的选择是根据具体应用需求和设计要求来确定的。
通过运算放大器或者晶体管放大器提供正反馈，实现振荡。
放大器的增益也需要根据设计要求进行调整和控制。
然后，设计电压控制电路。
电压控制电路是改变电容C的电压以调节振荡频率的关键。
可以选择电压控制电容二极管、电压控制变压器等。
通过改变电容的电压，可以改变振荡频率。
电压控制电路的设计需要满足对电容电压的控制范围和精度要求。
最后，进行整体的电路调试和优化。
在完成电路设计后，需要进行电路的调试和性能优化。
通过实验和测试，可以对电路进行调整和改进，以满足设计要求和应用需求。
以下是一个典型的电压控制LC振荡器设计实例：假设我们需要设计一个电压控制LC振荡器，其振荡频率范围为1MHz到10MHz，中心频率为5MHz。
根据振荡频率范围的要求，选择合适的电感L和电容C。
在这个实例中，我们选择电感L为10μH，电容C为10pF。
然后，选择适当的放大器电路和电压控制电路。
在这个实例中，我们选择运算放大器作为放大器电路，选择电压控制电容二极管作为电压控制电路。
最后，根据实际设计需求，进行电路的调试和优化。
通过实验和测试，确定和调整电路参数，使其满足设计要求。
压控高频LC振荡器的设计
压控高频LC振荡器的设计1.设计指标确定在进行压控高频LC振荡器的设计之前，首先需要确定设计指标，包括工作频率范围、输出功率要求、频率调节范围和线性度要求等。
这些指标将对后续电路设计和元器件选型起到指导作用。
2.选择适当的拓扑结构常用的压控高频LC振荡器的拓扑结构有Colpitts振荡器、Hartley振荡器和Clapp振荡器等。
选择适当的拓扑结构要考虑到电路的稳定性、频率调节范围和输出功率等要求。
3.选择合适的元器件根据设计指标选择合适的电感和电容元器件。
电感元器件的选择要考虑到自谐振频率、质量因数和电流容量等要求；电容元器件的选择要考虑到质量因数、频率特性和容量等要求。
此外，还需要选择适当可变电容器，用于调节输出频率。
4.确定反馈网络5.确定控制电压范围6.进行仿真和优化在进行实际电路设计之前，可以使用电路仿真软件进行仿真和优化。
通过调整电路参数和元器件值，可以得到满足设计指标的电路性能。
7.搭建实际电路根据仿真结果，搭建实际的压控高频LC振荡器电路。
在搭建过程中需要注意电路的布局和阻抗匹配，以确保电路的稳定性和性能。
8.调试和测试完成电路搭建后，进行调试和测试。
使用频谱分析仪等测试设备，对电路的输出频率、功率、调节范围、线性度和稳定性等进行测试和评估。
9.总结和改进根据实际测试结果，对电路进行总结和改进。
针对存在的问题，如频率偏差、谐波增益和杂散等，采取相应的改进措施，优化电路性能。
通过以上的设计步骤，可以完成压控高频LC振荡器的设计。
在实际设计中，还需要深入理解电路原理和熟悉各种元器件的性能特点，以达到更好的设计效果。
第16章__电压控制LC振荡器的
责控制MC145152和实时测量压控振荡器输出信号的频
率。
第16章
电压控制LC振荡器的设计与分析
图16.5 FPGA测控专用芯片组成框图
第16章
电压控制LC振荡器的设计与分析
16.2.4 单片机控制程序的设计 本系统中单片机 AT89C51 负责键盘处理、各工作
状态的串行显示，以及配合FPGA测控和频率的预置，
Y
(R1) ＝ #05H? Y 查表
N
送 SUBF 显 示 N TI＝ 1？ Y R1←(R1) － 1 N
添加小数点
(R1) ＝ #00H？ Y 返回
28H.0＝ 1? N
Y
图16.11 显示子程序流程图
第16章
电压控制LC振荡器的设计与分析
16.3 主要VHDL源程序和汇编语言程序
16.3.1 FPGA的VHDL源程序 --YKZTQ.VHD LIBRARY IEEE; USE IEEE.STD_LOGIC_1164.ALL; USE IEEE.STD_LOGIC_UNSIGNED.ALL;
22H 21H 20H←3DH 3EH 3FH
LCALL HEXBCD2 N N
(LED7)＝ 0？ Y
(LED6)＝ 0？ Y
熄灭该数码管？ Y LED8←#0AH
N
图16.10 测频率子程序流程图
第16章
电压控制LC振荡器的设计与分析
开始
R0←#7FH
R1←#08H Y
(28H.0)=1? N (R1) ＝ #02H? N 查表
9 7 R 8 V 28 LD 3 VDD 2 VSS 1 Fin
R11 4.7 k
R12 100
C22 ＋5V 1000 pF
第16章 电压控制LC振荡器的
12× 8 ROM REFERENCE DECODER LOCK DETECT LD MC CONTROL LOGIC f0 fout PHASE DETECTOR V R
OSCin
12BIT÷ R COUNTER
FIN 6BIT÷ A COUNTER 10BIT÷ N COUNTER
A5 A3 A2 A0
有键按下吗？ Y 是测频键吗？ Y 延时 置 标 志 位 28H.0 清 标 志 位 28H.1
N
是上调频率？ Y 清 标 志 位 28H.0
N
是下调频率？ Y 清 标 志 位 28H.0
N
置 标 志 位 28H.1
置 标 志 位 28H.1
调加1 子程序
调 减 1子 程 序
调用测频率子程序 N
发 送 上 调 控 制 信 号 给 FPGA 发 送 下 调 控 制 信 号 给 FPGA N
100 C d C 33.3 100 C d
(Ｃd为变容二极管的节电容)
第16章
电压控制LC振荡器的设计与分析
当f=15 MHz时，由 f
1 2 L1C
可得
15 10
6
1 100Cd 2 3.14 330 10 (33.3 1012 ) 100 Cd
RA2分别设置为0、1、0。在本设计中，因为fd直接输 入fin，而且步进是100 kHz，所以分频系数不会出现小
数，故可将A5～A0直接置0。
第16章
电压控制LC振荡器的设计与分析
16.2.3 FPGA测控专用芯片的VHDL程序设计 根据系统的总体设计方案，FPGA测控专用芯片的 输入信号有：FIN——被测频率信号输入端；CLK—— 200 Hz基准信号输入端；EN——ADDSUB的控制信号 端口，在EN的上升沿，ADDSUB可加载到FPGA；
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摘要本设计描述了电压控制LC振荡器的设计思路，实现的方法及测试方法和测试结果。
本设计采用西勒振荡器作为振荡器的主题部分，解决了基本三点式振荡设计改变振荡频率必改变反馈系数的矛盾，通过改变变容二极管两端的电压来调节振荡器输出频率实现输出在15MHz-35MHz范围内可变，通过VCO改变频率实现频率合成并稳定频率，通过功率放大器使电路输出电压控制在1V。
关键词：电压控制；LC振荡器；西勒振荡器；变容二极管；功率放大器AbstractThis design is described the voltage control LC this design describes the voltage controlled LC oscillators design and realization method and testing methods and the test results. This design uses the west as the theme of oscillator, oscillator to solve the basic SanDianShi oscillation design change oscillation frequency will change the contradiction, the coefficient of feedback by changing the transfiguration diode ends to adjust the oscillator frequency output voltage output in 15MHz - 35MHz realized within VCO changes frequency variable, through frequency synthesis and realize stable frequency, through the power amplifier output voltage control circuit make 1V in.Keywords：V oltage—controlled ；LC Oscillators；Xiler oscillator；Transfiguration diode；Power amplifier目录摘要 (1)1 引言 (3)1.1 振荡器概述 (3)1.2 本课题设计意义 (3)2 系统总体设计方案 (5)2.1 设计要求 (5)2.1.1 设计依据 (5)2.1.2 基本要求 (5)2.2 设计思路 (5)2.3 整体框图 (5)2.4 方案比较与论证 (6)2.4.1 电压控制LC振荡器的设计与比较 (6)2.4.2 功率放大器的设计和比较 (8)2.4.3 LC振荡器控制信号的实现比较 (8)3 单元电路设计 (9)3.1 压控振荡器的设计 (9)3.1.1 振荡电路原理 (9)3.1.2 西勒振荡器电路 (9)3.1.3 电压控制LC振荡电路 (10)3.2 变容二极管的设计 (11)3.3 功率放大电路的设计 (12)4 硬件电路的制作与调试 (14)4.1 硬件设计 (14)4.2 系统调试主要测试仪器 (14)4.3 系统调试 (14)4.4 误差分析 (16)5 结束语 (17)参考文献 (18)致谢 (19)附录1元器件清单 (20)附录2 硬件电路印制版图 (21)1 引言1.1 振荡器概述振荡器广泛应用于各行各业中，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热；某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制；电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。
在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等电路中更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO 压控振荡器几乎与电流源电路和运放电路具有同等重要的地位。
压控振荡器（VCO）的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。
对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。
晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄；RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。
电压控制LC振荡器在任何一种LC振荡器电路中都是将压控可变电抗元件插入振荡回路中，本设计中采用变容二极管作为压控可变点抗元件，这样就可形成LC压控振荡器。
早期的压控可变电抗元件是电抗管，后来大都使用了变容二极管。
在微波频段，用反射极电压控制频率的反射速调管振荡器和用阳极电压控制频率的磁控管振荡器等也都属于压控振荡器的性质。
在通信技术、测量技术、计算机技术等各种领域中，常常要用到精度比较高，频率稳定度高且方便可调的信号源，电压控制振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电—光转换电路、移动式手持设备等提供了很好的解决方案。
1.2 本课题设计意义随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色，具有广泛的用途。
在无线电技术发展的初期，振荡器就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。
本设计电压控制LC振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电一光转换电路、移动式手持设备等提供了很多的解决方案。
本文设计的是电压控制LC振荡器，设计中采用了改进型电容三点式西勒振荡器电路作为本设计的主要组成部分，解决了基本三点式振荡电路设计中存在的改变振荡频率必改变反馈系数的矛盾，通过调节压控变容二极管两端电压来改变振荡器的输出频率，使设计系统达到15MHz～35MHz输出频率可变的要求。
在LC振荡器的LC回路中，使用电压控制电容器（变容二极管器），就可以在一定频率范围内构成电压调谐振荡器，即电压控制LC振荡器。
压控振荡器可广泛使用于频率调制器，锁相环路，以及无线电发射机和接收机中。
本设计电压控制LC振荡器采用了变容二极管来实现电压控制的功能，末级功率放大器采用了三极管9018，实现了功率放大的功能，并使其三极管工作在丙类状态，以提高工作效率。
若负载为容性阻抗，采用串联谐振回路以提高输出功率。
系统主要选用LC振荡器来实现振荡，并改变电路输入电压来控制电路频率的变化。
LC振荡器因谐振回路具有很高的选择性，即使放大器工作在非线性区，振荡电压也非常接近正弦形，达到设计要求。
但因它的谐振元件LC之值只限于体积不宜过大，振荡频率不宜太低一般为几百千赫到几百兆赫。
频率稳定度一般为10-2～10-4量级，略优于RC 振荡电路，但比石英晶体振荡器要低几个数量级。
谐振元件L或C的数值调节方便，可借以改变振荡频率，因而为广播、通信、电子仪器等电子设备所广泛采用。
压控振荡器的应用范围很广，集成化是重要的发展方向。
石英晶体压控振荡器中频率稳定度和调频范围之间的矛盾也有待于解决。
随着深空通信的发展，将需要内部噪声电平极低的压控振荡器。
2 系统总体设计方案2.1 设计要求2.1.1 设计依据（1）与电子电路设计有关的国家和行业的法规、技术标准与规范等；（2）本电压控制LC振荡器设计任务书要求的技术范围。
2.1.2 基本要求(l）振荡器输出为正弦波，波形无明显失真。
（2）输出频率范围：15～35MHz。
（3）输出频率稳定度：优于310 。
(4）输出电压峰——峰值：Vp_p =1V±0.1V。
2.2 设计思路本课题要求设计并制作一个电压控制的LC 正弦波振荡器，即用电压控制LC类型的振荡器并实现输出电压的峰峰值恒定在1V±0.1V并能用示波器显示输出电压的峰峰值。
根据以上要求可知，该设计除具有压控LC 振荡电路外还要有频率合成、幅度控制、峰峰值检测和示波器显示输出波形和频率输出的组成。
由于输出频率范围很宽，LC 振荡电路还需要根据频率范围分段切换来实现对15MHz～35MHz 频率范围的覆盖。
本设计通过电压改变变容二极管两端的电压改变输出频率。
本课题要求设计一个电压控制LC振荡器，振荡器输出波形为无失真的正弦波。
设计中采用分立元件组成电压控制LC振荡器，采用西勒振荡电路实现振荡效果，采用滑动变阻器改变输入电压，采用电压反馈电路使输出电压幅值稳定在1V±0.1V。
2.3 整体框图本设计主要通过振荡器电路产生一定的振荡频率，选用西勒振荡器达到输出为不失真的正弦波，其稳定度优于10-3。
电路通过输入电压控制振荡频率，通过改变输入电压来控制变容二极管两端的电压，使频率随着电压的变化而变化。
振荡电路输出的电压经过耦合电容连接到放大电路中，放大后的电压使其输出值控制在1V左右，从而达到本设计的设计指标。
系统整体设计框图如图2—1所示。
图2—1系统整体设计框图2.4 方案比较与论证2.4.1 电压控制LC 振荡器的设计与比较人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。
在自动频率控制环路和锁相环环路中，输入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的一个受控部件。
1、振荡器的比较在各种振荡电路中，LC 振荡电路是比较常见的一种。
常用的LC 振荡电路有以下几种：方案一：采用互感耦合振荡器形式。
调基电路振荡频率在较宽的范围改变时，振幅比较稳定。
调发电路只能解决起始振荡条件和振荡频率的问题，不能决定振幅的大小。
调集电路在高频输出方面比其它两种电路稳定，幅度较大谐波成分较小。
互感耦合振荡器在调整反馈（改变耦合系数）时，基本上不影响振荡频率。
但由于分布电容的存在，在频率较高时，难于做出稳定性高的变压器，而且灵活性较差。
一般应用于中、短波波段。
方案二：采用电感三点式振荡。
由于两个电感之间有互感存在，所以很容易起振。
另外，改变谐振回路的电容，可方便地调节振荡频率，由于反馈信号取自电感两端压降，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中的高次谐波成分较大，信号波形较差。
方案三：采用电容三点式振荡器。
电容三点式振电路的基极和发射极之间接有电容 ，反馈信号取自电容两端，它对谐波的阻抗很小，谐波电压小，因而使集电路电流中的谐波分量和回路的谐波电压都较小。
反馈信号取自电容两端，由于电容对高次谐波呈现较小的容抗，因而反馈信号中高次谐波分量小，故振荡输出波形好，而且电容三点振荡电路放大电路 变容二极管 耦合电容输出 输入电压式振荡器的频率稳定，适于较高工作频率。
考虑到本设计中要求频带较宽，输出波形好，所以选择方案三，采用电容三点式振荡器作为本设计振荡器类型。