LC正弦波振荡器的设计
LC正弦波振荡器
第４章 正弦波振荡器
正弦波振荡器输出信号的频率范围是很宽的，基本上可 以分成两大类。一类是由电阻、电容元件组成的RC振荡器， 它适用于产生低频正弦波振荡信号，其振荡频率范围为几赫 兹到几十千赫兹。另一类是由集中参数LC元件组成的高频振 荡器，它的振荡频率在几十千赫兹到几十兆赫兹。如果频率 更高，进入米波、分米波范围，则由分布参数系统组成超高
(4-3)
第４章 正弦波振荡器 式(4-3)可以分为两部分， 即
AuFu=1 j=jA+j F=2n (n=0,1,2,……) (4-4) (4-5)
式(4-4)为自激振荡的振幅平衡条件， 式(4-5)为自激振荡的相 位平衡条件。 一个电路要产生自激振荡必须满足上述两个条 件。
第４章 正弦波振荡器
第４章 正弦波振荡器
4.1 概
4.1.1 振荡器的概念和用途
所谓振荡器是一种不需要外加激励信号，而能将直流电
源的能量转变为交流能量的电子设备。它与放大器最根本的 区别在于它的工作不需要外加信号的推动。
第４章 正弦波振荡器
振荡器电路是一种用途非常广泛的基本电子线路。例如，
在无线电通信、广播、电视发射系统中，高频振荡器是个核
环过程，进入到晶体管的饱和区和截止区，放大器的增益下
降，AuFu也就减小，使振荡从AuFu>1过渡到AuFu=1，振荡稳
定下来，最后达到平衡状态。
第４章 正弦波振荡器
由增幅振荡到稳幅振荡的建立过程，说明前者由起振条 件来保证，即AuFu>1，后者由晶体管特性的非线性来实现自 动限幅，而LC回路起选频作用，使振荡回路输出单一频率的 正弦信号。
式(4-2)
u A
(4-2)
u 都为 F
正弦波振荡器(LC振荡器和晶体振荡器)实验
正弦波振荡器（LC 振荡器和晶体振荡器）实验一、实验目的1．掌握电容三点式LC 振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件的功能； 2．掌握LC 振荡器幅频特性的测量方法；3．熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响；通过实验进一步了解调幅的工作原理。
4．了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响，感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。
正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。
在信息传输系统的各种发射机中，就是把主振器（振荡器）所产生的载波，经过放大、调制而把信息发射出去的。
在超外差式的各种接收机中，是由振荡器产生一个本地振荡信号，送入混频器，才能将高频信号变成中频信号。
振荡器的种类很多。
从所采用的分析方法和振荡器的特性来看，可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。
此实验只讨论反馈式振荡器。
根据振荡器所产生的波形，又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。
此实验只介绍正弦波振荡器。
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。
（1）反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例，分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理，其原理电路如图2-1所示。
b V bE cE -1L 2L f V bV '+-图 2-1反馈型正弦波自激振荡器原理电路当开关K 接“1”时，信号源b V 加到晶体管输入端，构成一个调谐放大器电路，集电极回路得到了一个放大了的信号F V 。
当开关K 接“2”时，信号源b V 不加入晶体管，输入晶体管是F V 的一部分b V '。
电子电路综合实验-LC正弦波振荡器报告
LC 正弦波振荡（虚拟实验）1、 电容三点式（1）121100,400,10C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（2）121100,400,5C nF C nF L mH ===示波器频谱仪（3）121100,1,5C nF C F L mH μ===示波器频谱仪数据表格: （C1, C2, L1） （C 1，C 2，L 1） O U •i U •增益A 相位差 谐振频率f 0 测量值 理论值 测量值 理论值 （100nF,400nF,10mH ）5.972V1.486V44.0191806.025kHz5.627（100nF,400nF,5mH ） 4.698V 1.161V 4 4.047 180 7.995 kHz 7.958 （100nF,1uF,5mH ）7.116V711.458mV1010.0021807.897 kHz7.465实验数据与理论值间的差异分析:增益差别不大但谐振频率差别较大, 主要是由于读数是的精度有限造成的。
由于游标以格为单位, 因此读数时选取的幅值最大的点可能与实际有差, 因而谐振频率的测量也有误差。
2、 电感三点式（1）1225,100,200L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（2）1225,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪（3）1222,100,100L mH L H C nF μ===示波器频谱仪数据表格:（L1, L2, C2）（L1，L2，C2）OU•(V)iU•(mV)增益A 相位差谐振频率f0测量值理论值测量值(kHz)理论值(kHz)（5mH,100uH,200nF） 4.497V 89.938mV 50.001 50 180 5.039kHz 4.983 （5mH,100uH,100nF） 4.504V 90.070 mV 50.005 50 180 7.010kHz7.047（2mH,100uH,100nF） 4.483V 224.150mV 20.000 20 180 10.951kHz10.983实验数据与理论值间的差异分析:误差均较小, 主要由于电路不够稳定以及读数精度造成。
LC振荡器设计与仿真
LC振荡器设计与仿真```L───────，──────││──┴──C1C2──┼──││││───┴── Vout ─────┘```电感L与电容C1和C2共同构成了一个谐振回路。
当工作在谐振频率下时，该振荡器的放大倍数达到了最大值，从而始终维持着振荡。
接下来，我们来介绍Colpitts振荡器的设计步骤。
第一步是确定谐振频率。
谐振频率可以根据应用需求来确定，比如，如果需要产生1MHz的正弦波信号，则谐振频率应为1MHz。
第二步是选择电感。
电感的选择应使得谐振频率与电感值相匹配。
电感可以通过计算公式L=1/(4π^2f^2C1C2-1/(C1+C2))^0.5来确定。
其中f为谐振频率，C1和C2为电容值。
第三步是选择电容。
电容的选择一般较为自由，可以根据实际情况选择合适的电容值。
一般来说，较大的电容值可以提高振荡器的稳定性，但会增加电路的体积。
在完成了以上步骤后，就可以进行仿真分析。
可以使用电路仿真软件，如LTspice、Multisim等，对设计的LC振荡器进行仿真。
在仿真中，可以观察振荡器输出的正弦波波形，检查振荡频率是否与设计值相匹配，以及判断振荡器的稳定性。
在仿真分析中，可能会遇到一些问题，比如频率偏移、波形失真等。
这些问题可以通过调整电路参数、增加补偿电路等手段来解决。
总结起来，LC振荡器是一种常用的电路，可以产生稳定的正弦波信号。
在设计LC振荡器时，需要确定谐振频率，选择合适的电感和电容，并进行仿真分析。
通过合理的设计和仿真，可以得到满足需求的LC振荡器电路。
lc振荡器 实验报告
lc振荡器实验报告LC振荡器实验报告引言振荡器是电子学中常见的一个电路，它能够产生连续的交流信号。
LC振荡器是一种基本的振荡器电路，由电感（L）和电容（C）组成。
本实验旨在通过搭建LC振荡器电路并观察其振荡现象，深入理解振荡器的原理与特性。
实验材料与方法实验所需材料有：电感、电容、电阻、信号发生器、示波器、电压表、电线等。
实验步骤：1. 将电感、电容和电阻按照电路图连接好；2. 将信号发生器的输出端与电路的输入端相连；3. 将示波器的探头分别连接到电路的输出端和电压表的输出端；4. 打开信号发生器和示波器，调整信号发生器的频率和示波器的时间基准；5. 观察示波器上的波形，并记录相关数据；6. 根据实验数据分析振荡器的特性。
实验结果与讨论在实验过程中，我们通过调整信号发生器的频率和示波器的时间基准，观察到了LC振荡器的振荡现象。
在正确连接电路的前提下，当信号发生器输出的频率与振荡器的共振频率相等时，振荡器能够产生稳定的振荡信号。
我们记录了不同频率下的振荡现象，并通过示波器观察到了正弦波形。
在共振频率附近，我们观察到了振荡信号的幅值最大，而在共振频率两侧，幅值逐渐减小。
这是因为在共振频率处，电感和电容之间的能量转移达到最大，而在共振频率两侧，能量转移不完全，导致振荡信号的幅值减小。
我们还通过改变电容和电感的数值，观察到了振荡器的频率变化。
根据振荡器的公式，频率与电容和电感的数值成反比关系。
因此，通过调整电容和电感的数值，我们可以改变振荡器的频率。
此外，我们还观察到了振荡器的启动条件。
在实验中，我们发现当信号发生器的频率与振荡器的共振频率相差较大时，振荡器无法启动。
只有当两者的频率足够接近，振荡器才能启动并产生稳定的振荡信号。
这是因为振荡器需要通过电容和电感之间的能量转移来维持振荡，而频率差异过大会导致能量转移不完全，无法形成稳定的振荡。
结论通过本次实验，我们成功搭建了LC振荡器电路，并观察到了振荡现象。
《LC正弦波振荡电路》课件
LC正弦波振荡电路的构成
原理和特点
LC振荡电路利用电感和电容器构成共振电 路，产生稳定且纯净的正弦波信号。
重要组件
振荡电路由电感、电容器和电阻组成，这 些元件起到不同的作用。
LC正弦波振荡电路的运行原理
1
共振条件
当电感和电容的参数满足一定条件
频率调节方法
2
时，振荡电路会产生共振现象。
通过调节电容和电感的数值，我们
《LC正弦波振荡电路》 PPT课件
本课件将介绍LC正弦波振荡电路的原理和应用。首先，我们会了解振荡电路 的定义和作用，以及为什么学习正弦波振荡电路。让我们一起探索这个令人 着迷的主题！
振荡电路的基本原理
1 基本组成部分
振荡电路由放大器、反馈网络和能量源组成。
2 工作原理
通过正反馈，振荡电路能够产生连续不断的信号输出。
可以改变振荡电路的输出频率。
3
幅度调节方法
可以通过改变电阻的数值来调节振 荡电路的输出幅度。
例题分析
电路ห้องสมุดไป่ตู้形图
我们将分析一个具体的LC正 弦波振荡电路的波形图并解 读其特点。
电路元件
了解电路中各个元件的作用 和参数对波形的影响。
频谱分析
通过频谱分析仪观察电路输 出的频谱特性。
LC正弦波振荡器仿真实验
LC 正弦波振荡（虚拟实验）
1、 电容三点式
（1）121100,400,10C nF C nF L mH ===
示波器
频谱仪
（2）121100,400,5C nF C nF L mH ===
示波器
频谱仪
（3）121100,1,5C nF C F L mH μ===
示波器
频谱仪
实验数据与理论值间的差异分析： 答：
增益与谐振频率基本与理论值相符，谐振频率误差相对较大。
误差主要来源于读数误差。
2、 电感三点式
（1）1225,100,200L mH L H C nF μ===
示波器
频谱仪
（2）1225,100,100L mH L H C nF μ===
示波器
频谱仪
（3）1222,100,100L mH L H C nF μ===
示波器
频谱仪
实验数据与理论值间的差异分析：
答：
增益，谐振频率基本与理论值相符，误差主要来源于读数误差。
思考和分析
1、
答：
1、电感L1越小，谐振频率越大；
2、电容C2越大，谐振频率越小；
3、相位差是180度，反馈回路也有180度相移，满足正反馈条件
2、
答：
1、电容C2越小，谐振频率越大；
2、电感L1越大，谐振频率越小；
3、相差是180度，反馈回路也有180度相移，满足正反馈条件。
3、影响电容、电感三点式振荡频率的主要因素是什么？
答：
主要因素是电感和电容的取值大小。
实验2正弦波振荡器(LC振
实验2 正弦波振荡器（LC振荡器和晶体振荡器）一．实验目的1.掌握电容三点式LC振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件的功能；2.掌握LC振荡器幅频特性的测量方法；3.熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响；4.了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响，感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二．实验内容1.用示波器观察LC振荡器和晶体振荡器输出波形，测量振荡器输出电压峰-峰值，并以频率计测量振荡频率；2.测量LC振荡器的幅频特性；3.测量电源电压变化对振荡器的影响；4.观察并测量静态工作点变化对晶体振荡器工作的影响。
三．实验步骤1.实验准备插装好LC振荡器和晶体振荡器模块，接通实验箱电源，按下模块上电源开关，此时模块上电源指示灯点亮。
2.LC 振荡实验（为防止晶体振荡器对LC振荡器的影响，应使晶振停振，即将3W03顺时针调到底。
）（1）西勒振荡电路幅频特性的测量3K01拨至LC振荡器，示波器接3TP02，频率计接振荡器输出口3P02。
调整电位器3W02，使输出最大。
开关3K05拨至“P”，此时振荡电路为西勒电路。
四位拨动开关3SW01分别控制3C06（10P）、3C07（50P）、3C08（100P）、3C09（200P）是否接入电路，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。
例如开关“1”、“2”往上拨，其接入电路的电容为10P+50P=60P。
按照表2-1电容的变化测出与电容相对应的振荡频率和输出电压（峰-峰值V P-P），并将测量结果记于表中。
表2-1根据所测数据，分析振荡频率与电容变化有何关系，输出幅度与振荡频率有何关系，并画出振荡频率与输出幅度的关系曲线。
注：如果在开关转换过程中使振荡器停振无输出，可调整3W01，使之恢复振荡。
（2）克拉泼振荡电路幅频特性的测量将开关3K05拨至“S”，振荡电路转换为克拉泼电路。
按照上述（1）的方法，测出振荡频率和输出电压，并将测量结果记于表2-1中。
LC振荡器设计与仿真
LC振荡器设计与仿真LC振荡器是一种基于电感和电容构成的简单振荡电路，常用于产生正弦波信号。
LC振荡器设计与仿真是电子工程领域中最基础的实践之一，对于理解振荡器工作原理、研究电路稳定性、以及掌握电路仿真方法都有重要意义。
本文将介绍LC振荡器的设计过程及相关仿真方法。
首先，设计一个基本的LC振荡器需要以下元件：一个电感L和一个电容C组成的串联电路，以及一个放大器。
振荡器的基本原理是通过电容和电感的相互作用使得电路发生振荡，放大器则起到提供正反馈增益的作用。
在设计过程中，需要根据所需的振荡频率选择合适的电感和电容数值。
振荡频率与电感和电容的数值有关，可以通过公式f=1/(2π√(LC))计算得出。
在选择电容数值时，还需要考虑其所能承受的最大电压和能量，以及与电感的品质因数Q的匹配性。
具体的元件数值选择需要根据具体的应用需求和电路性能要求确定。
在振荡器的设计过程中，需要关注电路的稳定性和频率稳定度。
为了保持振荡器的稳定性，可以采取一些措施，如使用稳压电源，增加反馈电阻等。
而频率稳定度可以通过选择合适的电感和电容数值来实现。
设计完成后，需要进行电路仿真以验证其性能。
常用的电路仿真软件有Multisim、LTspice等。
仿真过程中，可以通过改变电感和电容数值，观察振荡频率的变化，对电路进行参数优化。
此外，还可以观察电流和电压波形，以及输出信号的频谱，来评估电路的工作性能。
通过仿真可以提前发现设计中的问题，并进行相应的调整和优化。
除了基本的LC振荡器，还存在许多变种的振荡器。
例如，通过在LC 电路中加入二极管可以构成Colpitts振荡器；在LC电路中加入三极管则可以构成Hartley振荡器等。
不同类型的振荡器适用于不同的应用场景，设计和仿真过程类似，但具体细节略有不同。
总之，LC振荡器设计与仿真是电子工程学习中必不可少的一环。
通过设计和仿真可以更好地理解振荡器的原理和性能，掌握电路设计和仿真方法，并为后续的电路设计和优化打下基础。
LC正弦波振荡器设计
通信基本电路课程设计报告设计题目：LC正弦波振荡器设计专业班级电信10-03学号 ************学生姓名王勇指导教师高娜教师评分2012年12月4日目录第一章设计任务与要求 (3)1.1. 设计任务 (3)1.2. 设计要求 (3)第二章总体方案 (3)2.1振荡器的选择 (3)2.2信号输出波形的仿真选择 (4)第三章电路工作原理 (4)3.1 LC三点式振荡组成原理图 (4)3.2 起振条件 (5)3.3 频率稳定度 (5)3.4 总原理图 (6)3.5 LC振荡模块设计 (7)第四章电路制作和调试 (12)4.1元器清单 (12)4.2 按设计电路安装元器件 (14)4.3 测试点选择 (14)4.4调试 (14)4.5 实验结果与分析 (15)4.6频率稳定度 (16)第五章总结 (16)第六章参考文献 (17)第一章设计任务与要求1.1 设计任务(1).熟悉LC正弦波振荡器的工作原理，以及示波器的原理及用法。
(2).掌握LC正弦波振荡器的基本设计方法。
(3).理解LC正弦波振荡回路并掌握LC振荡器的设计，装载，调试，及其主要性能参数的测试方法和如何选择电路的测试点。
(4).了解外界因素、元件参数对振荡器工作稳定性及频率稳定度的影响情，以便提高振荡器的性能。
1.2 设计要求(1).设计一个LC正弦波频振荡器。
(2).利用三端式振荡器原理产生正弦波信号，采用的具体电路不限。
要求给出所选电路的优点和缺点并通过测量值进行证明。
也可以进行不同三端式振荡器的性能比较。
(3).了解电路分布参数的影响及如何正确选择电路的静态工作点。
(4).电路的基本原理，LC正弦波振荡器是各种接收机和发射机中一种常见的电路，常用作载波振荡、本振混频振荡等。
其典型形式为“三点式”振荡电路，其电路简单、频率稳定度高，它的工作原理是在正反馈的基础上，将直流电源提供的能量变成正弦交流输出。
(5).选择所需的方案，画出有关的电路原理图。
三点式LC正弦波振荡器
***************学校高频电子线路课程设计报告设计题目：三点式LC正弦波振荡器系部：专业：班级：学生姓名：学号：成绩：2011年月“高频电子线路”课程设计任务书1．时间：2011年06月6日~2011年06月10日2. 课程设计单位：***************学校3. 课程设计目的：掌握“高频电子线路”课程的基本概念、基本原理，加深对高频电子系统的工作原理和电路调试方法的理解。
4. 课程设计任务：①了解电路图绘制软件的相关常识及其特点；②熟悉电路图绘制软件的使用方法；③理解高频电子系统的布局布线规则；④作好实习笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；⑤联系自己专业知识，熟练设计高频电子线路的，总结自己的心得体会；⑥参考相关的的书籍、资料，认真完成实训报告。
⑦作好笔记，对自己所发现的疑难问题及时请教解决；⑧联系自己所学知识，总结本次设计经验；⑨认真完成课程设计报告。
高频课程设计报告前言：振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。
凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。
一个振荡器必须包括三部分：放大器、正反馈电路和选频网络。
放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。
正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的，只有这样才能使振荡维持下去。
选频网络则只允许某个特定频率 f能通过，使振荡器产生单一频率的输出。
振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的；一个是反馈电压 Uf 和输入电压 Ui要相等，这是振幅平衡条件。
二是Uf和Ui必须相位相同，这是相位平衡条件，也就是说必须保证是正反馈。
一般情况下，振幅平衡条件往往容易做到，所以在判断一个振荡电路能否振荡，主要是看它的相位平衡条件是否成立。
振荡器的用途十分广泛，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各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心部分都离不开正弦波振荡器。
模拟电子技术LC正弦波振荡电路
解： 利用叠加原理可得
vp
R1
R2 R2
VREF
R1 R1 R2
vI
理想情况下，输出电压发生跳变
时相应旳vP＝vN＝0，即
R2VREF R1vI 0
门限电压
VT
(vI
)
R2 R1
VREF
单门限比较器旳抗干扰能力
应为高电平
错误电平
9.8.1 电压比较器
2. 迟滞比较器
（1）电路构成
（2）门限电压 vP 为门限电压， vI vP 时，vO VOL (低电平) vI vP 时，vO VOH (高电平)
R2
R1
vI
vP1
vN1
+ A1
–
1
R4
R3 DZ
同相输入迟 滞比较器
R5 D
R6 vO1 vI2
VZ
vO1 VZ
O t1
t2 t3
t
T2 T1
–VZ
vO
VT+
=
R1 R2
VZ
O
t
VT–
=
–
R1 R2
VZ
C
–
vO
A2
+
R7
积分电路
运放应用电路旳一般分析环节：
1.以运放旳输出为边界，以运放为关键分级；
T
T
2
2
又一次跳变， uO = + UZ
O
t
图
UZ
三、振荡周期
uC
电容旳充放电规律：
R1 R1 R2
UZ
t
uC (t ) uC (0) uC () e uC ()
O t1
t2
lc振荡器实验报告范文lc正弦波振荡器实验报告范文
lc振荡器实验报告范文lc正弦波振荡器实验报告范文高频电子线路课程设计报告设计题目：三端式LC振荡器设计与仿真专业专业班级学号学生姓名指导教师教师评分2016年11月20日三端式LC振荡器设计与仿真摘要：正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅值不变的正弦波输出。
本设计采用的是改进型电容三点式振荡器，即西勒振荡器。
其具有输出波形好、工作频率高、改变C调节频率时不影响反馈系数等优点，适用于波段宽、频率可调的场合。
西勒振荡器由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回路组成。
没有输入信号，而是由本身的正反馈信号代替。
当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生，经不断的对它进行放大、选频、反馈、再放大等多次循环，最终形成自激振荡，把输出信号的一部分送回输入端做输入信号，从而就产生了一定频率输出的正弦波信号输出。
关键字：正弦波振荡器；西勒振荡器；振荡频率振荡电路三点式振荡器即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，除晶体管外的三个电抗元件X1,X2,X3，它们构成了决定振荡频率的并联谐振回路，同时也构成了正反馈所需的反馈网络，为此三者必须满足一定的关系。
根据谐振回路的性质，谐振时应为纯电阻性，因而有X1+X2+X3=0所以回路中的三个电抗元件不能同时为感抗或容抗，必须由两种不同性质的电抗元件构成。
其构成法则为：与晶体管发射级相连的两个电抗元件必须是同性质的，而不与发射极相连的另一阻抗和它们性质相反。
电路的振幅起振条件为AF>1,相位起振条件为，所选器件需满足上面两个起振条件。
西勒振荡器的振荡电路的主要特点，就是与电感L并联一可变电容，图中C4<<C2、C3,因此晶体管和回路之间耦合较弱，频率稳定度高。
与电感并联的电容用来调节振荡器的工作频段，而电容C4起微调频率作用。
振荡器在接通电源的一瞬间，晶体管会产生一个从零到某一数值的电流阶跃，该电流阶跃的成分十分丰富，选频网络会选出满足正反馈的频率在经过正反馈建立信号。
lc正弦波振荡电路
该电路常用于需经常改变振荡频率的场合，它 可以通过改变电容容量实现频率的改变。
10
4、电容反馈式振荡电路
由于电感反馈式电路中反馈电压取自电感，使得 输出波形中高次谐波分量增多，波形变坏。如果将反 馈电压取自电容，则可使输出波形得到改善（容抗随 频率升高而减小）；按该思想设计的电路称为电容三 点式振荡电路。如图。
1 L(C//Co
)
=
fs
1+ C Co
由于C<<Co，所以fp≈fs。
当f>fp时，电抗主要决定于Co，石英晶体又呈容性。 因此，石英晶体电抗的频率特性如图所示，只有在 fs < f < fp 的情况下，石英晶体才呈感性；并且C和Co的容 量相差愈悬殊，fs和fp愈接近，石英晶体呈感性的频带 愈狭窄。
•
≥ Ui
Ui UO Ui
选择变压器原、附边匝数比，该条件容易满足。
该电路依靠放大电路自身和选频网络实现稳幅。 8
3、电感反馈式振荡电路
为了克服变压器反馈中选频与反馈回路间因磁路 耦合造成的工作不稳定的缺陷，将电路作适当改进， 便形成了电感反馈式振荡电路，如图所示。
电路中变压器线圈N1、
N2按同一方向绕制，在其中 间抽出抽头，故有始端、尾 端、中间抽头三个端点，称 为电感三点式振荡电路。 三个端点的相位关系为：
5
•
••
（3） I 与 I L ( IC )关系
谐振时
•
U
=
•
I
ZO
=
Q
ωOC
•
I
C上电流为
i ic
uC
iL
L R
•
IC
•
= ωOC U
LC正弦波振荡器课程设计
下面以图1.2所示变压器反馈LC振荡电路为例确定一下平衡条件与放大器、反馈网络参数间的关系。
振荡器处于平衡状态时，放大器进入了非线性区。根据折线分ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ法可知，集电极电流将变成脉冲状。由图1.2可得放大器开环电压平均增益表示式为
总体来说，课程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。本设计选用将西勒振荡器。
关键词高频、 LC正弦波振荡器、西勒电路、EWB
3.2各振荡电路的方案比较与分析................................................18
为了使振荡器的输出 为一个固定频率的正弦波，图1.1所示的闭合环路内必须含有选频网络，使得只有选频网络中心频率的信号满足 与 相同的条件而产生自激振荡，对其他频率的信号不满足 与 相同的条件而不产生振荡。选频网络可与放大器相结合构成选频放大器，也可与选频网络相结合构成选频反馈网络。
如上所述，反馈振荡器是把反馈电压作为输入电压，以维持一定的输出电压的。那么，振荡的产生是否就需要在开始的一瞬间外加一个输入信号 ，等到产生了输出信号 ，又反馈一部分回来，再把输入信号拿走呢？实际上，在电源接通振荡器时，电路内必然会存在微弱的电扰动，如晶体管电流的突增、电路中的热噪声等等，这些电扰就构成原始的输入信号。又由于这些电扰动信号频率范围很宽，经过振荡电路中的选频网络，只将其中某一频率的信号反馈到放大器的输入端，而其他频率的信号将抑制掉。被放大后的某一频率分量经反馈加到输入端，幅度得到增大。这一“反馈——放大”的过程是一个循环的过程某一频率分量的信号将不断增长，振荡由小到大而建立起来。
LC正弦波振荡器实验
一、实验目的 1、掌握LC三端式振荡电路的基本原理，振荡电路的设计及电路 参数的计算。 2、通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小，负载变化 对起振和振荡幅度的影响。 3、研究外界条件（电源电压、回路品质因数Q与环境温度）变 化对振荡器频率稳定度的影响。 4、比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度，加深对晶体振荡 器频率稳定度高的理解。
实验三 LC正弦波振荡器
3、振荡器的频率稳定度
osc o 1 2Q L
2
osc
o
tg e Q L
e 2 Q e cos
2
e
实验三 LC正弦波振荡器
三、实验电路和实验仪器
考 毕 兹 振 荡 电 路 ： fo 1 2 LC
（ B ＝
C1 C 1＋ C 2
实验三 LC正弦波振荡器
当改变RW时，电路的工作点改 变从而使振幅产生变化。当晶 体串联谐振时，等效为短路元 件，电路符合三点式组成法则， 为电容三点式电路。而当偏离 串联谐振频率时，晶体阻抗迅 速增大，电路不能振荡。因此， 该电路的振荡频率主要取决于 晶体的串联谐振频率。为了减 小L1、C3、C4、CT回路对频稳 度的影响，一般都将其调谐在 晶体的串联谐振频率上，CT起 微调的作用。
BE 0 B0 E0
实验三 LC正弦波振荡器
3、测试当C、 不同时，起振点振幅与工作电流IEQ的关系 （R＝110k ）
实验三 LC正弦波振荡器
3、测试当C不同时，起振点振幅与工作电流IEQ的关系 （R＝110k ）
实验三 LC正弦波振荡器
4、回路的Q值、改变晶体管的静态电流值，对振荡频率的影响 实验条件： 1 0 0 p F , C C 1 0 0 1 2 0 0 、 I 3 m A 时。改变L两端的并 C 联电阻R，使其分别为 ，分别记录电路的振荡频率，并填入表 3-3。（注意：频率计后几位跳动变化的情况）
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高频电子线路课程设计报告题目: LC正弦波振荡器的设计学院: 专业班级:姓名:学号: 指导教师:二〇一三年一月八日摘要：振荡器（英文：oscillator）是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。
其构成的电路叫振荡电路，能将直流信号转换为具有一定频率的交流电信号输出。
振荡器的种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。
广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。
三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。
三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合, 可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点, 是一种广泛应用的振荡电路, 其工作频率可达到几百兆赫。
本文将围绕高频电感三点式正弦波振荡器进行具有具体功能的振荡器的理论分析与设计。
关键词：高频三点式正弦波振荡器。
目录1系统方案设计 (4)1.1设计说明及任务要求 (4)1.1.1设计说明 (4)1.1.2设计要求 (5)1.2 方案1 (6)1.3 方案2 (7)2电路设计 (8)2.1工作原理 (8)2.2设计内容 (9)2.2.1原理图 (9)2.2.2参数计算 (9)2.2.2注意事项 (10)3系统测试 (10)3.1振荡器正常工作 (10)3.2实现输出频率可变功能 (10)4结论 (11)5参考文献 (11)6附录 (11)6.1元器件明细表 (11)6.2电路图图纸............................................................................................ 错误!未定义书签。
6.2.1Altium Designer 原理图设计 (12)6.2.2PCB制作 (13)6.2.3成品展示 (13)6.3电路使用说明 (13)1系统方案设计1.1设计说明及任务要求1.1.1设计说明1.1.1.1构成一个振荡器必须具备的条件1.任何一个振荡回路，包含两个或两个以上储能元件。
在这两个储能元件中，当一个释放能量时，另一个就接收能量。
接收和释放能量可以往返进行，其频率决定于元件的数值。
2.电路中必须要有一个能量来源，可以补充由振荡回路电阻所产生的损耗。
在电容三点式振荡器中，这些能量来源就是直流电源。
3.必须要有一个控制设备，可以使电源在对应时刻补充电路的能量损失，以维持等幅振荡。
这是由有源器件（电子管，晶体管或集成管）和正反馈电路完成的。
1.1.1.2正反馈的观点来决定振荡的条件利用正反馈方法来获得等幅的正弦振荡, 这就是反馈振荡器的基本原理。
反馈振荡器是由主网络和反馈网络组成的一个闭合环路。
其主网络一般由放大器和选频网络组成, 反馈网络一般由无源器件组成。
当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生。
这瞬变电流所包含的频带极宽，但由于谐振回路的选择性，它只选出了本身谐振频率的信号。
由于正反馈作用，谐振信号越来越强，但它不可能无限制的增长，而是达到一定的数值后，便自动稳定下来，即形成稳定的振荡。
振荡器的平衡条件：当反馈信号等于放大器的输入信号时，振荡电路的输出电压不再发生变化，电路达到平衡状态。
振荡的平衡条件包括振幅平衡条件和相位平衡条件初始信号中，满足相位平衡条件的某一频率ω0的信号应该被保留，成为等幅振荡输出信号。
然而，一般初始信号很微弱，很容易被干扰信号淹没，不能形成一定幅度的输出信号。
因此，起振阶段要求：π2)()(0f 0a n =+ωϕωϕ1.1.1.3振荡器的平衡条件上面所讨论的振荡平衡条件只能说明振荡可能在在某一状态平衡，但不能说明振荡的平衡状态是否稳定。
已建立的振荡能否维持，还必须看平衡状态是否稳定。
振荡器稳定平衡的概念：振荡器的稳定平衡是指在外因作用下，振荡器在平衡点附近可重新建立新的平衡状态，一旦外因消失，它即能自动恢复到原来的平衡状态。
稳定条件：振幅稳定、相位稳定要保证外界因素变化时振幅相对稳定，就是要：当振幅变化时，AF 的大小朝反方向变化振幅平衡的稳定条件1.1.2设计要求1、基本部分通过LC 正弦波振荡器的设计进一步巩固高频电子线路的相关知识，并在设计制作的过程中运用并熟悉multisim10电子仿真软件，在实践的过程中培养我们发现问题，并利用所学知识或利用一切可以利用的资源解决问题的能力，掌握振荡器的工作原理知识，设计一个LC 正弦波振荡器，要求该电路输出稳定的正弦波信号，输出频率范围10M~~100MHZ 。
1||=F A πϕϕ2n =+f a 1)()(00>⋅ωωF A 0:omQom om<∂∂=V V V A振幅稳定条件2、发挥部分（1）输出频率可以改变；（2）工艺结构精致，具有一定的现场实用价值；为实现整个设计，在此考虑了两种方案，分别一一介绍如下。
1.2 方案1方案一：电感反馈式三端振荡器其振荡频率为f=LC21,式中L=1L +2L +2M 。
优点：由于L 1与L 2之间有互感存在，所以比较容易起振。
其次是改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数，比较方便。
主要缺点：与电容反馈振荡电路相比，其振荡波形不够好。
这是因为反馈支路为感性支路，对高次谐波成高阻抗，故对于LC 回路中高次谐波反馈较强，波形失真较大。
其次是当工作频率较高时，由于L 1和L 2上的分布电容和晶体管的极间电容均并联于L 1与L 2两端，这样反馈系数F 随频率变化而改变。
工作频率越高，分布参数的影响越严重，甚至可能使F 减小到满足不了起振条件。
1.3 方案2方案二：电容反馈式三端振荡器图是电容三点式振荡器，其主要特点就是在回路电感L 两端并联了一个可变电容C4，而C3为固定值的电容器，且满足C1、C2远大于C3，C1、C2远大于C4。
回路的总等效电容为4332141111C C C C C C C +≈+++=∑振荡频率()4302121C C L LC f +≈≈∑ππ优点：这种振荡器较易起振，振荡频率也较为稳定，波形失真较小，当参数设置得当时，其频率覆盖系数较大。
基于以上分析，我们决定选用方案二。
2电路设计2.1工作原理接通电源后，电路中就产生了噪声，噪声中包含了丰富的频率分量。
输入端的各噪声分量经过晶体管放大后，到达输出负载回路。
由于LC振荡回路的Q值很高，带宽很窄，因而只有振荡频率与LC回路固有频率相同或接近的噪声分量，才能在回路两端产生较大的正弦波电压V0,，其余的噪声分量都被滤除。
V0通过反馈网络将其中一部分输出反馈到晶体管基极回路，这就是其实的激励信号V i。
尽管这个起始信号比较微弱，但是由于不端对它放大——选频——反馈——再放大，循环往复，一个与LC回路固有频率相同的自激振荡信号，便由小到大产生。
又由于晶体管的非线性，随着振荡幅度的增大，放大器会由最初的甲类工作状态转向甲乙类甚至乙类、丙类工作状态，放大电路的增益逐渐下降，最终达到稳定振荡。
2.2设计内容2.2.1原理图图2.2.12.2.2参数计算对于一般小功率自动稳幅LC振荡器，静态工作点要远离饱和区，靠近截止区，以得到较大的输出阻抗。
一般根据具体电路和电源电压大小集电极电流一般取1～4mA,在实际偏置参数选定时，在可能条件下发射极偏置电阻尽可能取大一好。
此处特取I CQ≈2mA，U CEQ≈6V 故R3+R4=(V cc-U CEQ)/I CQ=(12-6)/2=3KΩ取R4=1KΩ，R3=2KΩ参数选择主要是根据满足振荡频率，满足起振条件并有足够的振荡幅度和规定的频率稳定性等因素加以考虑。
若以频稳性角度出发回路电容应取大一些，有利于减少并联在回路上的管子极间电容等变化的影响。
但C不能过大，C过大，L会变小，Q值会变低，振荡幅度也会变小。
为了解决频稳和振幅的矛盾，通常用部分接入。
前已讨论反馈系数F=C1/C2不能过大或过小，适宜1/8~1/2.由于因U EQ≈2×1=2V 所以U BQ≈2.7V所以R1/(R2+R1)≈2.7，有R2≈0.3R1若R2取5KΩ，R1则取15KΩ有先令L=1uH ,又有()4302121CCLLCf+≈≈∑ππ且f的取值范围10M——100MHz,得(C3+C4)min=63.4PF, (C3+C4)max=254PF,取C3=50PF，则C4min=13.4PF,C4max=204PF,则取C4=240PF的可变电容。
因要满足C1,C2>>C3,C4 ;C1/C2=1/8~1/2取C1=200PF,C2=510PFC b的确定：C b提供交流等效通路，即C b交流等效分析短路，故C b取0.01μF。
2.2.2注意事项另外需要注意的是：西勒电路中C3的大小对电路的性能有很大的影响，因为频率调节是靠改变C4实现的，所以C3不能选择太大，否则频率就主要由C3和L决定，因而限制了频率的可调范围。
同时，C3过大也不利于消除C0和C i对频率稳定的影响。
反之，C3选择过小，介入系数P就会降低，振荡幅度就会比较小。
因此在设计时应特别注意C3的取值。
3系统测试3.1振荡器正常工作如图3-1所示。
图3-13.2实现输出频率可变功能如图3-2所示。
图3-24结论本次设计要求是设计一个LC正弦波振荡器，根据现在所掌握的相关知识，有两大类可以选择：一是采用电感反馈式三端振荡器；二是采用电容反馈三段式振荡器。
但是由于电感反馈式三端振荡器输出波形失真比较大，所以倾向于选择电容反馈式三端振荡器，并行了改进，得出最终方案。
根据正振荡器的原理在mutisim10仿真软件上画出了其原理图，并根据设计要求，适当选择了元器件，然后计算出各元器件的参数，随后进行仿真调试，得出最终波形数据。
经检测，符合设计要求。
5参考文献【1】张肃文.《高频电子线路》第五版—北京：高等教育出版社2009.5【2】王连英.《基于multisim10的电子仿真实验与设计》—北京：北京邮电大学出版社 2009.8【3】郭云林、陈松.《通信电子电路设计》—武汉：华中科技大学出版社 2010.16附录6.1元器件明细表①NPN一个；②1uH电感一个③1k、3k、5k、15k电阻各一个；④50pF、200pF、510pF、电容各一个；⑤排针若干。
6.2.1Altium Designer 原理图设计图6-1设计总图6.2.2PCB制作图6-2 PCB图6.2.3成品展示图6-3成品图6.3电路使用说明本设计成品。