克拉泼改进型电容三点式振荡器
实验三LC电容反馈三点式振荡器（克拉泼振荡器）
实验三LC电容反馈三点式振荡器（克拉泼振荡器）实验三LC电容反馈三点式振荡器（克拉泼振荡器）⼀、实验⽬的1、掌握LC三点式振荡电路的基本原理，掌握电容反馈式LC三点振荡电路的设计⽅法及参数计算⽅法。
2、掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。
3、掌握振荡器反馈系数不同时，静态⼯作电流I EQ对振荡器起振及振幅的影响。
⼆、预习要求1、复习LC振荡器的⼯作原理。
2、分析图3-1电路的⼯作原理，及各元件的作⽤，并计算晶体管静态⼯作电流Ic的最⼤值（设晶体管的β值为50）。
3、实验电路中，L1=3.3µh，若C=120pf，C′=680pf，计算当C T=50pf和C T=150pf时振荡频率各为多少？三、实验仪器1、双踪⽰波器2、万⽤表3、⾼频电路实验装置四、实验内容及步骤实验电路见3-1，实验前根据原理图在实验板上找到相应器件及插孔并了解其作⽤。
图3-1 LC电容反馈式振荡器、检查静态⼯作点（1）在实验板+12V插孔上接⼊+12V直流电源，注意电源极性不能接反。
（2）反馈电容C不接，（C′=680pf），⽤⽰波器观察振荡器停振时的情况，注意：连接C′的接线要尽量短。
（3）改变电位器Rp 测得晶体管V 的发射极电压V E ，V E 可连接变化，记下V E 的最⼤值，计算I E 值。
I =设Re = 1KΩ2、振荡频率与振荡幅度的测试实验条件：Ie=2mA 、C=100pf C′=680pf R L =110K（1）改变C T 电容，当分别接为C9、C10、C11时，记录相应的频率值，并填⼊表3.1。
（2）改变C T 电容，当分别接为C9、C10、C11时，⽤⽰波器测量相应振荡电压的峰峰值V p-p ，并填⼊表3.1。
表3.13、测试当C 、C′不同时，起振点、振幅与⼯作电流I ER 的关系（R=110KΩ）（1）取C=C3=100pf 、C′=C4=1200pf ，调电位器Rp 使I EQ （静态值）分别为表3.2所标各值，⽤⽰波器测量输出振荡幅度Vp-p （峰⼀峰值），并填⼊表3.2。
ch4.4改进型LC正弦波振荡器
C 2C n C2 C
C2C (C1 ) C2 C
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若C2>>C，则 R n 2 R (
若C1>>C，则 根据 R Q0 L
C n 2 C1 0 LC1
C )2 R C1 C 1
得等效负载电阻为： R n R
2
0 LQ
2 0 4 L2C1
0
1 LC
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考虑因素之二：振荡条件的满足（放大倍数是否够大） 将R等效到晶体管ce极两端， 计算等效负载电阻R’ 根据功率等效关系：
I jC 1 R'
2
I I I jC jC jC 1 2 R
2
R n R
n与C的大小无关，因此等效负载电阻R’受C的影响 小，调节C不会影响增益 — 优点
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谐振频率
C C 1 1 1 1 C1 C0 C2 Ci C3
取C1>>C3，C2>>C3，则CΣ=C+C3
C能够有效的影响谐振频率
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例1 分析下图电路，并求其振荡频率。
解：该电路采用负电源供电，C2、LC1、C3构成电源滤波器。 R1、R2、R4构成晶体管偏置电路，使放大器起振时工作于甲 类。C1为基极旁路电容。R3、LC2构成放大器直流负载电路， LC2为高频扼流圈。
一般C与C3同数量级， 且都远小于C1、C2
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为什么改变C不影响放大器增益？ 计算分压比：
C3C2 n C3 C2 C3C2 (C1 ) C3 C2
C1 (C3 C2 ) 1 1 C C 3 2 (C1 C0 )(C3 C2 Ci ) 1 1 C ( C C ) 3 2 i
改进型电容三点式正弦波振荡器
摘要振荡器的种类很多，使用范围也不相同，但是它们的基本原理都是相同的，都要满足起振、平衡和稳定条件。
本次课设设计了改进型电容三点式高频振荡器，介绍了设计步骤，比较了克拉泼振荡电路和西勒振荡电路的优缺点，最终选择了西勒振荡电路。
同时设计缓冲电路，使得电路能够加载小电阻负载。
继而通过Multisim设计电路与仿真，得到了与理论值相近的结果。
最后焊接电路实物，并用规定的电源、示波器和频率计进行测试与调整，最终完成的设计要求。
关键词：电容三点式西勒振荡器Multisim 仿真1绪论高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或者高频标准信号，以便测试各种电子设备和电路的电气特性。
它是指产生信号频率为100千赫～30兆赫的高频、30～300兆赫的甚高频信号发生器。
一般采用LC调谐式振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。
高频信号发生器主要是产生高频正弦振荡波，故电路主要是由高频振荡电路构成。
振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。
为此，振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路，也是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电路。
振荡器主要分为晶体振荡器和LC振荡器，本次课设采用LC振荡器。
LC 振荡器中的基本电路就是通常所说的三端式振荡器，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。
其中三端式又分为两种基本电路。
根据反馈网络由电容还是电感完成的分为电容反馈振荡器和电感反馈振荡器。
同时为了提高振荡器的稳定度，通过对电容三端式振荡器的改进可以得到克拉泼振荡器和西勒振荡器两种改进型的电容反馈振荡器。
本次课设的目的就是构成西勒振荡器，并完成相关的技术指标。
2基本原理介绍2.1振荡器的概述不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。
按照产生的波形，振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。
按照产生振荡的工作原理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。
所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振荡器。
实验三 电容三点式LC振荡器
实验三电容三点式LC振荡器一、实验目的1、掌握电容三点式LC振荡电路的实验原理；2、了解静态工作点、耦合电容、反馈系数、品质因数Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；3、了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
二、实验原理1、电路与工作原理图3-2 克拉泼振荡电路图3-3 西勒振荡电路（1）图3-2克拉泼振荡电路中，串联电容C1、C2和C构成总电容。
因为C1（300p）>>C（75p），C2（1000P）>>C（75p），故总电容约等于C，所以振荡频率主要由L和C决定。
（2）图3-3西勒振荡电路中，电容C1、C2和C3的串联值后与电容C相并。
因为C1（300p）>>C3（75p），C2（1000P）>>（75p），故总电容约等于C+C3，所以振荡频率主要由L、C和C3决定。
（3）反馈系数 F=F1：F2，反馈系数F不宜过大或过小，一般经验数据F≈0.1～0.5，本实验取0.32、实验电路如图3-4所示，1K01打到“串S”位置时，为改进型克拉泼振荡电路，打到“并P”位置时，为改进型西勒振荡电路。
开关1S03控制回路电容的变化；调整1W01可改变振荡器三极管的电源电压；1Q02为射极跟随器；1TP02为振荡器直流电压测量点，1W02用来改变输出幅度。
三、实验内容1、测量“并P”西勒振荡电路幅频特性；2、测量“串S”克拉泼振荡电路幅频特性；3、测量波段覆盖系数。
四、实验步骤（一）模块上电将LC振荡器模块③接通电源，即可开始实验。
（二）测量振荡电路的幅频特性1、西勒振荡电路幅频特性的测量将1K01拨至“并P”侧，此时振荡电路为西勒电路。
示波器接1TP02，频率计接1P01。
调整1W02，使输出适中。
1S03分别控制1C06（10P）、1C07（50P）、1C08（100P）、1C09（150P）接入电路，开关往上拨为接通，往下拨为断开。
四个开关接通的不同组合，可以控制电容的变化。
实验3 电容三点式LC振荡器实验指导
实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●三点式LC振荡器●西勒和克拉泼电路●电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响2．做本实验时所用到的仪器：●LC振荡器模块●双踪示波器●万用表二、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；4．熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
三、实验电路基本原理1.概述ＬＣ振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。
ＬＣ振荡器是指振荡回路是由ＬＣ元件组成的。
从交流等效电路可知：由ＬＣ振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。
如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈ＬＣ振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈ＬＣ振荡器或电容三点式振荡器。
在几种基本高频振荡回路中，电容反馈ＬＣ振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百ＭＨＺ～ＧＨＺ。
2.ＬＣ振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。
3.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：Δf０／f０来表示（f０为所选择的测试频率；Δf０为振荡频率的频率误差，Δf０＝f０２－f０１；f０２和f０１为不同时刻的f０），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。
由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。
克拉泼改进型电容三点式振荡器
目录前言 (1)工程概况 (1)正文 (1)3.1设计的目的和意义 (1)3.1.1设计目的 (1)3.1.2设计意义 (1)3.2克拉泼电容三点式振荡电路的基本原理 (1)3.2.1 振荡器组成原则 (1)3.3.2改进型电容三点式（克拉泼振荡器）的由来 (2)3.2.3 克拉泼振荡器的电路分析 (2)3.2.4克拉泼振荡器的起振条件 (3)3.2.5克拉泼振荡器的振荡频率 (3)3.2.6克拉泼振荡器的电容参数影响 (4)3.3设计方法和内容 (5)3.3.1电容三点式和改进型电容三点式仿真比较 (5)3.3.2克拉泼振荡器电容参数改变对波形的影响 (6)3.5结论 (7)致谢 (7)参考文献 (8)前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能转化为所需要的交流能量输出。
振荡器的种类很多，根据产生振荡波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波震荡器。
正弦波振荡器从组成原理来看，可分为反馈振荡器和负阻振荡器。
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。
以LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器称为LC正弦振荡器。
三点式振荡器属于LC振荡器的一种，由于电容三点式频率调节不便引起电路工作性能的不稳定使该电路只适宜产生固定频率的振荡，所以选择了改进型电容三点式（克拉泼电路），即在电容三点式电路的基础上，在谐振回路的电感支路上串联一个可调电容。
此次设计的电路是建立在反馈电路基础之上的，在熟悉了改进型电容三点式的原理下，对电路进行仿真，由输出波形比较它们的不同，最后得出可调电容的值越大，振荡频率稳定度越高。
振荡器在现代科学技术领域有着广泛的应用，例如，在无线电通信、广播、电视设备中来产生所需要的载波和本机振荡信号；在电子测量仪器中用来产生各种频段的正弦信号。
工程概况此次课程设计是在multisim软件下对改进型电容三点式克拉泼电路的输出波形进行仿真。
由于振荡器的种类很多，适用的范围也不相同，但它们的基本原理都是相同的，都由放大器和选频网络组成，都要满足起振，平衡和稳定条件。
电容三点式的几种改进电路
改进型电容三点式振荡电路的设计姓名：班级：学号：摘要高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或高频标准信号，以便测试各种电子设备和电路的电气特性。
高频信号发生器主要是产生高频正弦振荡波，故电路主要是由高频振荡电路构成。
振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。
为此,振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路,也是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电路。
本次课设设计了改进型电容三点式高频振荡器，介绍了设计步骤，比较了各种设计方法的优缺点，总结了不同振荡器的性能特征。
使用Protel2004DXP制作PCB板，并使用环氧树脂铜箔板和FeCl3进行了制板和焊接。
使用实验要求的电源和频率计进行验证，实现了设计目标。
关键词：电容三点式、西勒电路、Protel、印制电路板1 实验原理1.1 振荡的原理三点式LC 正弦波振荡器的组成法则（相位条件）是：与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗，而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相反。
图1-1所示为满足组成法则的基本电容反馈LC 振荡器共基极接法的典型电路。
当电路参数选取合适，满足振幅起振条件时，电路起振。
当忽略负载电阻、晶体管参数及分布电容等因素影响时，振荡频率osc f 可近似认为等于谐振回路的固有振荡频率o f ，即osc f =（1）式中 C 近似等于1C 与2C 的串联值1212C C C C C ≈+ （2）图1-1 电容反馈LC 振荡器由图1-1所画出的分析起振条件的小信号等效电路如图1-2所示。
图1-2 分析起振条件的小信号等效电路由图1-2分析可知，振荡器的起振条件为：e L e L m ng g ng g n g +=+>'''1)(1 （3） 式中 '011,//L e L e eg g R R r ==0e R 为LC 振荡回路的等效谐振电阻；电路的反馈系数 112f C k n C C =≈+ （4）由式（3）看出，由于晶体管输入电阻e r 对回路的负载作用，反馈系数f k 并不是越大越容易起振，反馈系数太大会使增益A 降低，且会降低回路的有载Q 值，使回路的选择性变差，振荡波形产生失真，频率稳定性降低；所以，在晶体管参数一定的情况下，可以调节负载和反馈系数，保证电路起振。
实验3 电容三点式LC振荡器(DOC)
实验3 电容三点式LC振荡器一、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●三点式LC振荡器●西勒和克拉泼电路●电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响2．做本实验时所用到的仪器：●LC振荡器模块●双踪示波器●万用表二、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能；3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响；4．熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。
三、实验电路基本原理1.概述ＬＣ振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。
ＬＣ振荡器是指振荡回路是由ＬＣ元件组成的。
从交流等效电路可知：由ＬＣ振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。
如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈ＬＣ振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈ＬＣ振荡器或电容三点式振荡器。
在几种基本高频振荡回路中，电容反馈ＬＣ振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百ＭＨＺ～ＧＨＺ。
2.ＬＣ振荡器的起振条件一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。
3.LC振荡器的频率稳定度频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：Δf０／f０来表示（f０为所选择的测试频率；Δf０为振荡频率的频率误差，Δf０＝f０２－f０１；f０２和f０１为不同时刻的f０），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。
由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。
克拉泼与席勒振荡电路(改进型电容三点式振荡电路)
克拉泼与席勒振荡电路（改进型电容三点式振荡电路）当要求电容三点式振荡电路的振荡频率更高时，则应使电容C1、C2的值较小。
由于C1并接在三极管的c、e极之间，C2并接在三极管的b、e极之间，当管子的极间电容随温度等因素的变化而变化时，将对振荡频率产生显著影响，造成振荡频率的不稳定。
为了减小极间电容的影响，提高电路频率的稳定性，对电容三点式振荡电路进行适当改进就形成了改进型电容三点式振荡电路，如图Z0811 所示。
该电路称为串联型电容三点式振荡电路，又称克拉泼振荡电路。
由图可知，这种电路是在电容三点式振荡电路的电感支路上串进了一个小电容C而构成的（C3对交流短路，属共基组态）。
C1、C2、C及L组成谐振回路，当C<<C1、C<<C2时，求得振荡频率为：上式可见，振荡频率基本上与C1、C2无关，因此，可选C1、C2的值远大于极间电容，这就减小了极间电容变化对振荡频率的影响，提高了振荡频率的稳定性。
LC回路谐振电阻R0反射到三极管集、射极的等效负载电阻为：其中。
由上式可知：若C调至较小时，将使变小，导致电路增益下降，因此，这一电路的振荡频率只能在小范围内调节，否则将出现输出幅度明显下降的现象。
图Z0812所示电路，是并联型三点式振荡电路，又称席勒振荡电路，它是在串联型电容三点式振荡电路的电感L旁并接了一个电容C而构成的。
由于LC回路的谐振电阻R0反射到三极管集、射极间的等效负载电阻而C3＞C，当C变小时，变化程度不如式GS0813那样显著，从而削弱了振荡幅度受频率改变的影响。
因此，席勒振荡电路的频率调节范围较克拉泼电路要宽，由图I0823可知，当C3<<C1、C3<<C2时，振荡频率为：改进型电容三点式振荡电路除具有电容三点式振荡电路的特点外，还具有频率稳定度高（可达1O-5以上）的优点。
该电路广泛应用于各类电视机中。
LC振荡器
实验三 LC正弦波振荡器一、实验目的1.熟悉电容三点式振荡器（考毕兹电路）、改进型电容三点式振荡器（克拉泼电路及西勒电路）的电路特点、结构及工作原理。
2.掌握振荡器静态工作点调整方法。
3.掌握晶体管（振荡管）工作状态、反馈大小对振荡幅度与波形的影响。
4.掌握改进型电容三点式正弦波振荡器的工作原理及振荡性能的测量方法。
5.掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。
5.比较不同LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度，加深振荡器频率稳定度的理解。
二、预习要求1.复习LC振荡器的工作原理。
2.分析图3-7电路的工作原理，及各元件的作用，并按小信号调谐放大器模的 (设晶体管的β值为100)。
式设置晶体管静态工作点，计算电流IC仿真要求：1.按图3-7构建仿真电路，实现各种结构的振荡器2.以克拉泼电路振荡器为原型，改变振荡回路参数测量振荡器输出3.改变反馈系数，观测振荡器输出4.改变负载电阻，观测振荡器输出5．试构建西勒电路，完成2-4内容。
三、实验内容：1)分析电路结构，正确连接电路，使电路分别构成三种不同的振荡电路。
2)研究反馈大小及工作点对振荡器电路振荡频率、幅度及波形的影响。
3)研究振荡回路Q值变化对频率稳定度的影响4)研究克拉泼电路中电容C1003-1、C1003-2、C1003-3对振荡频率及幅度的影响。
5)研究西勒电路中电容C1004对振荡频率及幅度的影响。
四、实验原理1.实验原理：振荡器是一种在没有外来信号的作用下，能自动地将直流电源的能量转换为一定波形的交变振荡能量的装置。
根据振荡器的特性，可将振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类，LC振荡器属于反馈式振荡器。
工作时它应满足两个条件：i.相位条件：反馈信号必须与输入信号同相，以保证电路是正反馈电路，即电路的总相移Σφ=φk+φF=n×3600。
ii.振幅条件：反馈信号的振幅应大于或等于输入信号的振幅，即│ẢF1，式中Ả为放大倍数，F为反馈系数。
电容三点式振荡电路
改进型电容三点式振荡电路的设计本次课设设计了改进型电容三点式高频振荡器，介绍了设计步骤，比较了各种设计方法的优缺点，总结了不同振荡器的性能特征。
使用Protel2004DXP 制作PCB 板，并使用环氧树脂铜箔板和FeCl 3进行了制板和焊接。
使用实验要求的电源和频率计进行验证，实现了设计目标。
关键词：电容三点式、西勒电路、Protel 、印制电路板1 实验原理1.1 振荡的原理三点式LC 正弦波振荡器的组成法则（相位条件）是：与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗，而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相反。
图1-1所示为满足组成法则的基本电容反馈LC 振荡器共基极接法的典型电路。
当电路参数选取合适，满足振幅起振条件时，电路起振。
当忽略负载电阻、晶体管参数及分布电容等因素影响时，振荡频率osc f 可近似认为等于谐振回路的固有振荡频率o f ，即osc f = （1）式中 C 近似等于1C 与2C 的串联值1212C C C C C ≈+ （2）图1-1 电容反馈LC 振荡器由图1-1所画出的分析起振条件的小信号等效电路如图1-2所示。
图1-2 分析起振条件的小信号等效电路 由图1-2分析可知，振荡器的起振条件为：e L e L m ng g ng g n g +=+>'''1)(1 （3） 式中 '011,//L e L e eg g R R r == 0e R 为LC 振荡回路的等效谐振电阻；电路的反馈系数 112f C k n C C =≈+ （4） 由式（3）看出，由于晶体管输入电阻e r 对回路的负载作用，反馈系数f k 并不是越大越容易起振，反馈系数太大会使增益A 降低，且会降低回路的有载Q 值，使回路的选择性变差，振荡波形产生失真，频率稳定性降低；所以，在晶体管参数一定的情况下，可以调节负载和反馈系数，保证电路起振。
f k 的取值一般在0.1—0.5 之间。
电容三端式振荡器(克拉波
课程设计任务书学生姓名：--------- 专业班级：电子科学与技术1101班指导教师：吴绿工作单位：信息工程学院题目: 电容三端式振荡器（克拉波）初始条件：电容三端式振荡器原理，Multisim软件要求完成的主要任务:（1）设计任务根据电容三端式振荡器工作的原理，设计电路图，并在multisim软件仿真出波形结果。
（2）设计要求①正常工作状态时的波形图；②起振条件的仿真，要求改变偏置电阻、相位电容和电源电压值，再观察起振波形和振荡电压的变化情况；时间安排：1、2014 年11月17 日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。
2、2014 年11月17 日，查阅相关资料，学习基本原理。
3、2014 年11月18 日至2014 年11月20日，方案选择和电路设计。
4、2014 年11月20 日至2014 年11月21日，电路仿真和设计说明书撰写。
5、2014 年11月23 日上交课程设计报告，同时进行答辩。
课设答疑地点：鉴主13楼电子科学与技术实验室。
指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 设计原理说明 (1)1.1 反馈振荡器的原理 (1)1.1.1 原理分析 (1)1.1.2 平衡条件 (2)1.1.3 起振条件 (2)1.1.4 稳定条件 (3)2 电路设计与仿真 (4)3 仿真结果 (5)3.1 正常工作状态时的波形图 (5)3.2 改变偏置电阻时的波形图 (6)3.3 改变相位电容时的波形图 (7)4 课设小结 (8)参考文献 (9)摘要振荡器在现代科学技术领域有着广泛的应用，振荡器是一种能量转换器，其不需要外部激励，就能够自动的将直流电源供给的功率，转换成指定频率和振幅的交流信号功率输出。
振荡器一般由晶体管等有源器件，和具有某种选频能力的无源网络组成。
振荡器的种类很多，使用范围也不相同，但是它们的基本原理都是相同的，都要满足起振、平衡和稳定条件。
改进型电容三点式振荡器Clapp克拉泼
高频电子线路
西南科技大学网络教育学院
4.3.1 频率稳定度
按照所规定时间的不同，频率稳定度分为
长期频率稳定度 一天以上乃至几个月内振荡频率相对变化量 主要由于器件老化。
短期频率稳定度 一天之内振荡频率的相对变化量 主要由于温度、电源电压等外界因素变化
瞬时频率稳定度 秒或毫秒内振荡频率的相对变化量
减小分布电感和分布电容及其变化量。
高频电子线路
西南科技大学网络教育学院
三、提高频率稳定度的主要措施
1. 减小外界因素变化的影响
2. 提高谐振回路的标准性 选用高质量的参数稳定的回路电感器和电容器。 选用具有不同温度系数的电感和电容构成谐振回路 改进按照工艺，缩短引线、加强引线机械强度。 增加回路总电容量，减小晶体管与谐振回路间的耦合。
高频电子线路
西南科技大学网络教育学院
此电路构成改进型电容三点式振荡器。
C4 -C9与L组成谐振路，作为放大器交流负载。
输出从C8、 C9组成的电容分压器取出。
C
1
1 1
1
C7
1
1
1
11.6p F
C4 C5 C6
C8 C9
f0
2
1 LC
2
1
66MHz
0.510 6 11.6 10 12
高频电子线路
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解：该电路采用负电源供电； C2、LC1、C3构成电源滤波电路； R1、R2、R4构成晶体管偏置电路，使放
大器起振时 工作于甲类； C1为基极旁路电容； R3、LC2 构成放大器直流负载电路， LC2
为高频扼流圈。
改进型电容三点式振荡器要点
课程设计报告题目：改进型电容三点式振荡器学生姓名：***学生学号：********系别：电气信息工程学院专业：通信工程届别：2014届指导教师：***电气信息工程学院制2013年3月]改进型电容三点式振荡器学生：**指导教师：***电气信息工程学院通信工程专业前言高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或者高频标准信号，以便测试各种电子设备和电路的电气特性。
高频信号发生器主要是产生高频正弦振荡波，振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。
为此，振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路，也是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电路。
振荡器主要分为晶体振荡器和LC振荡器，LC振荡器中的基本电路就是通常所说的三端式振荡器，根据反馈网络由电容还是电感完成的分为电容反馈振荡器和电感反馈振荡器。
同时为了提高振荡器的稳定度，通过对电容三端式振荡器的改进可以得到克拉泼振荡器和西勒振荡器两种改进型的电容反馈振荡器。
高频电子元器件，高频集成电路的工艺技术指标有长足进步，并正在迅速的向多功能,高功率，模块化，可集成和可编程的方向发展，且计算机辅助设计技术，信号处理技术也广泛引入通信电路的设计中。
集成电路具有体积小、功耗低、可靠性高、性能好以及易于使系统整机实现少调整和不调整等优点，通信电路正迅速向急方向发展。
系统集成它改变了用通用元、器件组装电子系统的传统方法，而直接将系统制作在芯片上，从而大大促进了系统、电路与工艺的结合。
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。
基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，此次采用的是电容三点式振荡器的两种改进型振荡器之一的西勒振荡器，其具有输出波形好、工作频率高、改变电容调节频率时不影响反馈系数等优点，适用于宽波段、频率可调的场合。
西勒振荡器由起能量控制作用的放大器、将输出信号送回到输入端的正反馈网络以及决定振荡频率的选频网络组成。
改进型电容三点式振荡器
课程设计报告改进型电容三点式振荡器学生姓名: 学生学号:通信工程2014 届指导教师:电气信息工程学院制2013年3月别:电气信息工程学院***********别:改进型电容三点式振荡器学生：**指导教师：***电气信息工程学院通信工程专业、F —高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或者高频标准信号，以便测试各种电子设备和电路的电气特性。
高频信号发生器主要是产生高频正弦振荡波，振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。
为此，振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路，也是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电路。
振荡器主要分为晶体振荡器和LC振荡器，LC振荡器中的基本电路就是通常所说的三端式振荡器，根据反馈网络由电容还是电感完成的分为电容反馈振荡器和电感反馈振荡器。
同时为了提高振荡器的稳定度，通过对电容三端式振荡器的改进可以得到克拉泼振荡器和西勒振荡器两种改进型的电容反馈振荡器。
咼频电子兀器件，咼频集成电路的工艺技术指标有长足进步，并正在迅速的向多功能,高功率，模块化，可集成和可编程的方向发展，且计算机辅助设计技术，信号处理技术也广泛引入通信电路的设计中。
集成电路具有体积小、功耗低、可靠性高、性能好以及易于使系统整机实现少调整和不调整等优点，通信电路正迅速向急方向发展。
系统集成它改变了用通用元、器件组装电子系统的传统方法，而直接将系统制作在芯片上，从而大大促进了系统、电路与工艺的结合。
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。
基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，此次采用的是电容三点式振荡器的两种改进型振荡器之一的西勒振荡器，其具有输出波形好、工作频率高、改变电容调节频率时不影响反馈系数等优点, 适用于宽波段、频率可调的场合。
西勒振荡器由起能量控制作用的放大器、将输出信号送回到输入端的正反馈网络以及决定振荡频率的选频网络组成。
但没有输入激励信号，而是由本身的正反馈信号来代替。
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目录前言 (1)工程概况 (1)正文 (1)3.1设计的目的和意义 (1)3.1.1设计目的 (1)3.1.2设计意义 (1)3.2克拉泼电容三点式振荡电路的基本原理 (1)3.2.1 振荡器组成原则 (1)3.3.2改进型电容三点式（克拉泼振荡器）的由来 (2)3.2.3 克拉泼振荡器的电路分析 (2)3.2.4克拉泼振荡器的起振条件 (3)3.2.5克拉泼振荡器的振荡频率 (3)3.2.6克拉泼振荡器的电容参数影响 (4)3.3设计方法和内容 (5)3.3.1电容三点式和改进型电容三点式仿真比较 (5)3.3.2克拉泼振荡器电容参数改变对波形的影响 (6)3.5结论 (7)致谢 (7)参考文献 (8)前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能转化为所需要的交流能量输出。
振荡器的种类很多，根据产生振荡波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波震荡器。
正弦波振荡器从组成原理来看，可分为反馈振荡器和负阻振荡器。
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。
以LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器称为LC正弦振荡器。
三点式振荡器属于LC振荡器的一种，由于电容三点式频率调节不便引起电路工作性能的不稳定使该电路只适宜产生固定频率的振荡，所以选择了改进型电容三点式（克拉泼电路），即在电容三点式电路的基础上，在谐振回路的电感支路上串联一个可调电容。
此次设计的电路是建立在反馈电路基础之上的，在熟悉了改进型电容三点式的原理下，对电路进行仿真，由输出波形比较它们的不同，最后得出可调电容的值越大，振荡频率稳定度越高。
振荡器在现代科学技术领域有着广泛的应用，例如，在无线电通信、广播、电视设备中来产生所需要的载波和本机振荡信号；在电子测量仪器中用来产生各种频段的正弦信号。
工程概况此次课程设计是在multisim软件下对改进型电容三点式克拉泼电路的输出波形进行仿真。
由于振荡器的种类很多，适用的范围也不相同，但它们的基本原理都是相同的，都由放大器和选频网络组成，都要满足起振，平衡和稳定条件。
本次课程设计要求振荡器的输出频率为10Mhz，属于高频范围。
所以选择LC振荡器作为参考对象，再考虑输出频率和振幅的稳定性，最终选择了克拉泼振荡器。
此次可设用了两周的时间，对改进型电容三点式克拉泼电路进行仿真，发现了克拉泼电路的优缺点。
正文3.1设计的目的和意义3.1.1设计目的熟悉multisim软件，运用软件里的一些元器件连接电路图，完成课程设计：改变型电容三点式（克拉泼电路）设计仿真。
1.对改进型电容三点式（克拉泼电路）进行输出波形仿真，并分析。
3.调节可变电容的值，观察输出波形的变化，并与实际理论值进行比较。
3.1.2设计意义设计的改进型电容三点式电路克服了电容三点式电路的频率高的缺点，在实际应用中的范围更加广泛。
3.2克拉泼电容三点式振荡电路的基本原理3.2.1 振荡器组成原则振荡器LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接构成的电路即为三点式振荡器，如图所示：图3-1三点震荡器一般形式三点式LC 正弦波振荡器的组成法则是：与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗，而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相反。
也就是说上图中be Z •、ce Z •与bc Z •的性质必须相反振荡器才能起振。
3.3.2改进型电容三点式（克拉泼振荡器）的由来在电容三点式电路中，要减小极间电容在回路总电容中的比重，可以采用部分接入的方法。
一种电容三点式振荡器的改进型电路——克拉泼振荡器就是从这一点出发得到的。
在电容三点式振荡器电路的回路中仅多加一个与1C 、2C 相串联的电容3C 即构成了克拉泼振荡器。
3.2.3 克拉泼振荡器的电路分析(a) 实际电路 (b)交流通路图3-2 克拉泼振荡器原理图图1（a ）和（b ）分别是克拉泼振荡器的实际电路和相应的交流通路。
由图3-2（a ）可知，克拉泼电路与电容三点式电路的差别，仅在回路中多加一个与1C 、3C 相串联的电容3C 。
通常3C 取值较小，满足31C C <<，32C C <<，回路总电容主要取决于3C 。
而回路中的不稳定电容主要是三极管的极间电容ce C 、be C 、cb C ，它们又都直接并接在1C 、2C 上，不影响3C 值，结果是减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，而且3C 越小，这种影响就越小，环路增益就越小，回路标准性就越高。
实际情况下，克拉泼电路的频稳度大体上比电容三点式电路高一个量级，达4510~10--。
3.2.4克拉泼振荡器的起振条件（a ）克拉泼电路 （b ）开环电路图3-3克拉泼电路及其开环电路 在如图（a ）所示的克拉泼电路中，L 、3C 的串联支路呈感性，符合三点式电路的组成法则，即与发射极连接的为1C 和2C ，而不与发射极连接的为感性电抗。
该电路满足相位平衡条件。
在×处断开，可以得到如图（b ）所示的开环电路。
它的反馈网络的反馈系数保持不变，仍为112/()n C C C '=+，22b e C C C ''=+，不同的仅是0(//)L L e R R R '=需要通过3C 和1,21212(/())C C C C C ''=+的电容分压网路折算到集电极上，折算后的数值为22L n R '（或22/L L g n g ''），其中2331,2/()n C C C =+。
因此，该电路的振幅起振条件为 1/222'>+n g n n g g iL m其中，1i e g r =。
3.2.5克拉泼振荡器的振荡频率克拉泼振荡电路是在电容三点式振荡电路的基础上，采用L 和C 3的串联电路代替原来的L 而构成的。
由图3-2（b ）可知，在工作频率上，L 与3C 串联支路应等效为一个电感，1C 和2C 以及并接在1C ，2C 上的ce C ，be C 只是整个回路电容的一部分，晶体管以部分接入的方式与回路联接，这样就减弱了晶体管与回路的耦合。
由于31C C <<，32C C <<，因而回路总电容近似等于3C ，振荡器的振荡频率osc ω为 C L LC OSC 311≈=ω C C C C C C be ce C 33211111≈++++=显然，管子的结电容对osc ω的影响是很小的，而且3C 越小，结电容对振荡频率的影响就越小。
但是，由于1C ，2C 只是整个振荡回路的一部分，晶体管是以部分接入的方式与回路连接，减弱了晶体管与回路之间的耦合。
而晶体管的电压反馈系数为：C C U U ce be 21'F ≈=。
如果设回路L 两端的等效负载为L R ，则折合到集电极回路作为集电极负载电阻L R ': 2231L L L C R R p R C ⎛⎫'== ⎪⎝⎭p 为回路总阻抗反映到管子ce 端的接入系数，其值为 C C C C C C C C C C C p 133********≈+++=可见3C 减小LR '也减小，从而导致放大倍数下降，会影响起振条件。
由于通过改变3C 来改变振荡频率的同时会影响负载电阻L R '变化，进而影响振荡器的性能，故克拉泼振荡器不适合用作频率可变振荡器。
3.2.6克拉泼振荡器的电容参数影响如图3-2（a ）所示，在电容三点式振荡电路中接入3C 后，虽然振荡器的反馈系数不变，但是接在AB 两端的电阻0(//)LL e R R R '=折算到振荡管集基极间的数值（设为L R '）减小，其值为 R C C C R n R L L L '2'22'')(2,133+=≈ 式中，1,2C 是1C 、2C 和包括各极间电容在内的总电容。
因而，放大器的增益亦即环路增益将相应减小。
显然，3C 越小，环路增益就越小。
可知，在这种振荡电路中，减小3C 来可C取值过小，振荡器就不会满足振幅起振条件而停振。
提高回路标准性。
但33.3设计方法和内容3.3.1电容三点式和改进型电容三点式仿真比较图3-4 电容三点式电路仿真图3-5电容三点式输出波形仿真与共基电容三点式振荡器电路相比，在电感支路上串连一个电容。
但它有以下特点：1、振荡频率改变不影响反馈系数；2、震荡幅度比较稳定；C为变电容，调整它可一定范围内调整震荡频率；3、电路中3C不能太小，否则导致停振，所以克拉泼振荡器频率覆盖率较小，仅达1.2-1.4。
但3为此，克拉泼振荡器适合作固定频率振荡器。
图3-6改进型电容三点式-克拉泼电路共基极仿真电路图3-7改进型电容三点式(克拉泼电路)输出波形仿真比较电容三点式电路和改进型电容三点式电路，可以发现，电容三点式的优点是电容对高次谐波呈现较小容抗，反馈信号中高次谐波分量小，故震荡输出波形好；缺点是频率调节不方便，只适用于频率调节范围不大的场合，而且晶体管之间会存在寄生电容，他们均与谐振回路并联，会使振荡频率发生偏移，同时极间电容会随晶体管的工作状态变化。
改进型电容三点式(克拉泼电路)的优点是减小晶体管的极间电容，使振荡频率稳定度明显提高了；缺点接入可变电容后，使晶体管的输出端和回路耦合减弱，放大器的放大倍数减小，从而使振荡器输出的幅度小。
3.3.2克拉泼振荡器电容参数改变对波形的影响由克拉泼振荡器的起振条件可知，当3C 改变时会对电路的起振条件会产生很大的影响。
如果3C 取值过小，振荡器就不会不满足振幅起振条件而停振。
设3C 为15pF ，20%时，可以得到电路的仿真波形如图所示。
可发现，波形明显失真了。
C后的仿真波形图3-8 改变33.5结论电容三点式振荡器的反馈信号取自电容两端，因为电容对高次谐波呈现较小的容抗，反馈信号中高次谐波分量小，故震荡输出波形好。
但当通过改变或来调节振荡频率时，同时会改变正反馈量的大小，因而会使输出型号幅度发生变化，甚至会使振荡器停振，所以电容三点式振荡电路频率调节很不方便，故使用于频率调节范围不大的场合。
而改进型电容三点式仅在谐振回路电感支路增加了一个电容，却能克服这些缺点。
致谢经过两周的时间，终于顺利的完成了此次课程设计，回顾这次课程设计的过程，感觉自己收获了很多，同时也发现了自身存在一些问题，我发现了自己对书本上的知识掌握的不好，理解的程度也不够。
这次课程设计，通过查阅相关资料和对课本知识的仔细研究，使我对抽象的理论有了具体的认识，我掌握了电容三点式、改进型电容三点式电路的原理以及优缺点，熟悉了multisim 软件的使用和电路图的仿真，以及改变参数时对仿真图形进行比较和分析。