LC调频振荡器说明书

通信电子线路课程设计说明书

LC调频振荡器

院、部：电气与信息工程学院

学生姓名：**

指导教师：张松华职称副教授

学号： ***********

专业：通信工程

完成时间： 2013年12月09日

摘要

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，在无线电通信、广播、电视设备中用来产生所需要的载波和本机振荡信号。其典型形式为“三点式”振荡电路，电路简单、频率稳定度较高，其工作原理是建立在正反馈基础上将直流电源提供的能量变成正弦交流输出。克拉泼振荡器是改进型“电容三点式”振荡器，其减小了晶体管极间电容对谐振的影响，其振荡频率更加稳定。

直接调频:调频电路是发射机中常见的一种电路，调频分为直接调频和间接调频，本设计直接调频，直接调频是用调制电压去控制LC回路参数，其特点是：振荡调制同时进行，故频率稳定性较差，但其频偏大，电路简单。常用的是变容二极管直接调频电路和电抗管调频。

LC调频振荡器是LC振荡器和调频电路的连接,常用于发射机中，通过调制信号对高频振荡信频率的调制，实现了频谱的非线性变换。

关键词：克拉泼振荡器；调频电路；LC调频振荡器；Multisim仿真

ABSTRACT

1 课程设计任务书 (5)

1.1 设计任务 (5)

1.2 主要技术指标 (5)

1.3 设计思想 (5)

2 概论 (6)

2.1 设计目的 (6)

2.2 LC振荡电路的实现方法 (6)

2.3 调频电路实现方法 (7)

3 各部分设计及原理分析 (8)

3.1 LC振荡器电路的设计 (8)

3.2 调频电路的设计 (9)

3.3 LC调频振荡器电路的设计 (10)

3.3.1 总设计思路 (10)

3.3.2 电路原理图............................. 错误!未定义书签。

4 元件参数的确定 (11)

4.1 LC振荡器电路参数的确立 (11)

4.1.1 设置静态工作点......................... 错误!未定义书签。

4.1.2 确定振荡回路元件值..................... 错误!未定义书签。

4.2 调频电路参数的确定 (12)

5 仿真与调试 (13)

5.1 电路仿真.................................... 错误!未定义书签。

5.1.1 仿真电路 (13)

5.1.2 仿真图形及结果 (13)

5.2 实物电路调试 (15)

结束语 (17)

致谢 (18)

参考文献 (18)

附录................................................ 错误!未定义书签。

1.1 设计目的

1、通过理论设计和实物制作解决相应的实际问题，巩固和运用在《高频电子线路》中所学的理论知识和实验技能，掌握常用电路的一般设计方法，提高设计能力和实践动手能力。

2、掌握电子电路分析和设计的基本方法。根据设计任务和指标初选电路；调查研究和设计计算确定电路方案；选择元件、安装电路、调试改进；分析实验结果、写出设计总结报告。

3、通过严格的科学训练和设计实践，逐步树立严肃认真、一丝不苟、实事求是的科学作风，并逐步建立正确的生产观、经济观和全局观，能对实验结果独立地进行分析，进而做出恰当的评价。

1.2 设计任务

设计一个LC 调频振荡器

1.3 主要技术指标

（1）主振频率o f =10Z MH ；

（2）频率稳定度小时/105/30-⨯≤∆f f ；

（3）输出电压mV U O 200≥；

（4）最大频偏kHz f m 50≤∆；

（5）调制灵敏度V kHz S FM /10≥；

2 设计方案

2.1 设计思想

LC 调频振荡器的设计，是根据LC 调频振荡器的中心频率o f 、频率稳定度 f ∆/o f 、输出电压U o 、最大频偏m f ∆、调制灵敏度FM S 等性能指标要求，正确地确定出LC 正弦波振荡器、变容二极管调频电路中所用元器件的性能参数，从而合理的选择这些器件。

LC 调频振荡器的设计可以分两个方向进行：

1）LC 正弦波振荡器的确定

根据给定的技术指标：中心频率o f =10Z MH ，频率稳定度小时/105/30-⨯≤∆f f 确定LC 振荡电路的形式为电容三点式的克拉泼电路。本设计采用2N2222和LC 设计的振荡电路。

2）变容二极管调频电路的确定

根据频率稳定度f ∆/o f 、最大频偏m f ∆选择线路，采用直接调频，再确定变容二极管的接入系数，确定调制信号电压。

2.2 LC 振荡器电路的实现方法

1）平衡条件

振荡建立起来之后，振荡幅度不会无限制地增长下去，因为随着振荡幅度的增长，放大器的动态范围就会延伸到非线性区，放大器的增益将随之下降，振荡幅度越大，增益下降越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大而进入平衡状态。平衡条件是研究振荡器的理论基础，利用振幅平衡条件可以确定振荡幅度，利用相位平衡条件可以确定振荡频率。式（2-1）、（2-2）即为相位平衡条件和振幅平衡条件：

πϕϕn F A 2=+ (n=0，1，2，...) （2-1）

T=︱A 0F ︱=1 （2-2）

2）起振条件

为了确保振荡器能够起振，设计的电路参数必须满足︱AoF ︱>1的条件。而后，随着振荡幅度的不断增大，Ao 就向A 过渡，直到AF=1时，振荡达到平衡状态。显然，AoF 越大于1，振荡器越容易起振，并且振荡幅度也较大。但AoF 过大，放大管进入非线性区的程度就会加深，那么也就会引起放大管输出电流波形的严重失真。所以当要求输出波形非线性失真很小时，应使AoF 的值稍大于1。式（2-3）和（2-4）分别称为振荡器起振的相位条件和振幅条件：

πϕϕn F A 2=+ (n=0，1，2，...) （2-3）

10>F A （2-4）

2.3 调频电路的实现方法

实现调频的方法有两大类，即直接调频与间接调频。

1）直接调频法

直接调频就是用调制信号直接控制振荡器的振荡频率，使其与调制信号成线性规律变化。在LC 正弦振荡器中，由于振荡频率近似等于振荡回路谐振频率，在振荡回路中接入可控电抗元件，用调制信号去控制可变电抗元件的电抗值，从而使振荡频率随调制信号变化，实现直接调频。直接调频优点是频偏较大，但中心频率不易稳定。其组成框图如图1：

图1 直接调频电路组成框图