LC正弦波振荡器课程设计
LC正弦波振荡电路的仿真分析—课程设计
![LC正弦波振荡电路的仿真分析—课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/054780096c175f0e7cd137e7.png)
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(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](https://img.taocdn.com/s3/m/a911fc4978563c1ec5da50e2524de518964bd3bc.png)
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 '。
lc调频振荡器设计课程设计
![lc调频振荡器设计课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/2d599051773231126edb6f1aff00bed5b9f373a1.png)
lc调频振荡器设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解LC调频振荡器的基本原理,掌握其电路构成及各部分功能。
2. 学生能掌握LC调频振荡器中电感L和电容C的计算方法,了解其对振荡频率的影响。
3. 学生能了解调频技术的基本概念,掌握LC调频振荡器的调频原理。
技能目标:1. 学生能运用所学知识,设计并搭建一个简单的LC调频振荡器电路。
2. 学生能通过实验,学会使用频率计、示波器等仪器进行振荡频率的测量,提高实验操作能力。
3. 学生能分析实验数据,掌握调整LC参数对振荡频率的影响,培养问题分析和解决能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习LC调频振荡器的设计,培养对电子技术的兴趣和热情。
2. 学生在小组合作完成设计任务的过程中,培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生通过实践操作,增强动手能力,提高创新意识和实践能力。
4. 学生能够关注电子技术在生活中的应用,认识到科技发展对人类社会的贡献。
课程性质:本课程为电子技术实践课程,结合理论教学和实验操作,帮助学生将所学知识应用于实际电路设计。
学生特点:学生为高年级电子专业学生,已具备一定的电子技术基础知识和实验操作能力。
教学要求:注重理论与实践相结合,提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中,注重引导学生主动探究,培养学生的创新意识和团队合作精神。
通过课程目标的具体分解,为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容1. 理论知识:- 介绍LC振荡器的基本原理,包括谐振电路的工作原理和振荡产生的条件。
- 讲解LC调频振荡器的电路构成,分析电路中各元件的作用。
- 深入阐述调频原理,包括变容二极管调频技术和LC参数调频技术。
2. 实践操作:- 指导学生进行LC调频振荡器电路的设计,包括选择合适的元件和计算LC参数。
- 安排实验操作,让学生动手搭建LC调频振荡器电路,并使用频率计、示波器等仪器进行频率测量。
- 引导学生分析实验数据,探讨LC参数变化对振荡频率的影响。
实验十三LC正弦波振荡器
![实验十三LC正弦波振荡器](https://img.taocdn.com/s3/m/59eef548f7ec4afe04a1df2a.png)
实验十三 LC 正弦波振荡器一、实验目的1、 掌握变压器反馈式LC 正弦波振荡器的调整和测试方法2、 研究电路参数对LC 振荡器起振条件及输出波形的影响 二、实验原理LC 正弦波振荡器是用L 、C 元件组成选频网络的振荡器,一般用来产生1MHz 以上的高频正弦信号。
根据LC 调谐回路的不同连接方式,LC 正弦波振荡器又可分为变压器反馈式(或称互感耦合式)、电感三点式和电容三点式三种。
图13-1为变压器反馈式LC 正弦波振荡器的实验电路。
其中晶体三极管T 1组成共射放大电路,变压器T r 的原绕组 L 1(振荡线圈)与电容C 组成调谐回路,它既做为放大器的负载,又起选频作用,副绕组L 2为反馈线圈,L 3为输出线圈。
该电路是靠变压器原、副绕组同名端的正确连接(如图中所示),来满足自激振荡的相位条件,即满足正反馈条件。
在实际调试中可以通过把振荡线圈L 1或反馈线圈L 2的首、末端对调,来改变反馈的极性。
而振幅条件的满足,一是靠合理选择电路参数,使放大器建立合适的静态工作点,其次是改变线圈L 2的匝数,或它与L 1之间的耦合程度,以得到足够强的反馈量。
稳幅作用是利用晶体管的非线性来实现的。
由于LC 并联谐振回路具有良好的选频作用,因此输出电压波形一般失真不大。
振荡器的振荡频率由谐振回路的电感和电容决定式中L 为并联谐振回路的等效电感(即考虑其它绕组的影响)。
振荡器的输出端增加一级射极跟随器,用以提高电路的带负载能力。
图13-1 LC 正弦波振荡器实验电路三、实验设备与器件1、 +12V 直流电源2、双踪示波器3、 交流毫伏表4、直流电压表5、 频率计6、振荡线圈7、 晶体三极管 3DG6×1(9011×1)LC2π1f 03DG12×1(9013×1)电阻器、电容器若干。
四、实验内容按图13-1连接实验电路。
电位器R W置最大位置,振荡电路的输出端接示波器。
LC正弦波振荡器
![LC正弦波振荡器](https://img.taocdn.com/s3/m/35cc2a4026284b73f242336c1eb91a37f0113273.png)
[在此处键入] 河南理工大学课程设计报告书[在此处键入]摘要在社会化程度越来越高的背景下,通讯工具在我们的生活中扮演了越来越重要的角色。
高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供了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。
所以,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掌握的基本电路。
本次课程设计主要制作LC正弦波振荡器,采用晶体三极管构成正弦波振荡器,达到本次课程设计的目的。
并介绍了设计步骤,比较了各种设计的优缺点,总结了不同振荡器的性能特性。
关键字:通信高频信号正弦波振荡器目录一.设计任务与要求 (2)二.设计方案 (2)三.各部分设计及原理分析 (5)3.1 LC电感三点式(哈特莱振荡器) (5)3.2 电容三点式振荡器(考毕兹振荡器) (8)3.3电容三点式振荡器的改进型电路——克拉泼振荡器 (12)四.结论 (17)五.心得体会 (18)六.参考文献 (18)一.设计任务与要求正弦波振荡器广泛应用于各种电子设备中。
如,无线发射机中的载波信号源、超外接收机中的本地振荡信号源、电子测量仪器中的正弦波信号源、数字系统中的时钟信号等等。
正弦波振荡器是指不需要输入信号控制就能自动地将直流电转换为特定频率和振幅的正弦交变电压(电流)的电路。
它是各类电子设备的基础,若想做出一个完美的电子器件,必须要将最基本的电路设计好,因此我们选择了LC正弦波振荡器的设计。
选题目的:1、进一步熟悉正弦波振荡器的组成原理;2、观察输出波形,分析影响振荡器起振、稳定的条件;3、掌握振荡回路 Q 值对频率稳定度的影响及振荡器反馈系数不同时,静态工作电流 IEQ对振荡器起振及振幅的影响;4、比较改进型正弦波振荡器与克拉泼振荡器的性能,分析电路结构及元件参数的变化对振荡器性能的影响。
LC振荡器
![LC振荡器](https://img.taocdn.com/s3/m/a42c4d8265ce05087632138f.png)
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。
LC正弦波振荡器设计
![LC正弦波振荡器设计](https://img.taocdn.com/s3/m/d0027faa0029bd64783e2cdd.png)
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。
LC振荡器设计课程设计
![LC振荡器设计课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/9a9c6d85ac51f01dc281e53a580216fc710a5307.png)
LC振荡器设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解LC振荡器的基本原理和工作机制;2. 掌握LC振荡器的电路组成和各部分功能;3. 学会使用公式计算LC振荡器的频率、品质因数等参数;4. 了解LC振荡器在不同应用场景下的设计要点。
技能目标:1. 能够正确绘制LC振荡器的电路图;2. 学会使用仿真软件对LC振荡器进行仿真测试;3. 能够根据实际需求,设计并搭建简单的LC振荡器电路;4. 掌握对LC振荡器性能进行评估的方法。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子电路的兴趣和热情,增强学习动力;2. 培养学生团队协作精神,学会与他人共同解决问题;3. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性;4. 引导学生关注科技创新,认识到电子技术在实际应用中的价值。
课程性质:本课程为电子技术专业课程,旨在让学生掌握LC振荡器的设计和应用。
学生特点:学生具备一定的电子电路基础,具有较强的动手能力和求知欲。
教学要求:结合理论教学与实践操作,注重培养学生实际设计能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. LC振荡器基本原理:介绍LC振荡器的概念、工作原理,分析振荡条件,探讨维持振荡的必要条件。
教材章节:第二章第二节2. LC振荡器电路组成:讲解LC振荡器的电路结构,包括电感、电容元件,以及放大器的功能。
教材章节:第二章第三节3. LC振荡器参数计算:引导学生学会计算LC振荡器的频率、品质因数等关键参数。
教材章节:第二章第四节4. LC振荡器设计方法:介绍LC振荡器的设计步骤,分析影响振荡器性能的因素,如元件选择、电路布局等。
教材章节:第二章第五节5. 仿真软件应用:教授学生使用Multisim、Proteus等仿真软件对LC振荡器进行仿真测试。
教材章节:第三章第一节6. LC振荡器实践操作:指导学生根据设计要求,搭建LC振荡器电路,并进行性能测试。
高频课程设计_(LC正弦波振荡器)
![高频课程设计_(LC正弦波振荡器)](https://img.taocdn.com/s3/m/00415b38a32d7375a417806a.png)
高频电子线路课程设计报告设计题目:LC正弦波振荡器专业班级学号学生姓名指导教师教师评分目录一、设计任务与要求 (1)二、总体方案 (1)三、设计内容 (4)3.1 LC振荡电路工作原理 (4)3.1.1构成振荡器的条件 (4)3.1.2 由正反馈的观点来决定振荡的条件 (4)3.1.3 振荡器平衡和稳定条件 (5)3.1.4 LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准 (6)3.1.5 西勒电路工作原理 (7)3.2仿真结果与分析 (7)3.2.1各种条件下仿真波形图 (7)3.2.2 参数计算 (10)四、电路制作和调试 (11)4.1 元器件清单及参数 (11)五、总结 (12)六、主要参考文 (13)LC 正弦波振荡器的设计一、 设计任务与要求: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,输出频率可调范围为10M~~20MHZ 。
二、 总体设计方案: 三、LC 振荡电路采用三端式振荡,其中包括电感反馈式哈特莱振荡器、电容反馈式克拉泼振荡器、改进型电容反馈式西勒振荡器。
方案一:电感反馈式三端振荡器——哈特莱振荡器哈特莱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。
课程设计LC正弦波振荡电路与555定时器
![课程设计LC正弦波振荡电路与555定时器](https://img.taocdn.com/s3/m/a7c6e90a79563c1ec5da7178.png)
LC并联电路的选频特性
变压器反馈式振荡电路
电感三点式振荡电路 电容三点式振荡电路
1
下页
一、 LC 并联电路的选频特性
低频时并联阻抗为感性, 高频时并联阻抗为容性, 在某一中间频率时为纯阻性。 1 R +j = 2 Y =jωC+ R + jωL R + (ωL)2 1 1 · ω0 = 令Q= 2 LC R ) ( +1 ω0L 1 当 Q >>1 时 ω0 ≈ 或 LC
1
+
b
+
· Rb1
L1 2 • L2
•
RL
+ 3
Ui
Uf
·
U f 与U i 相位相同
电路满足相位 平衡条件
电感三点式振荡电路
6
上页
下页
首页
振荡频率:
f0 = 1
2π LC
=
1
2π (L1+ L2+ 2M)C
式中L为回路的总电感,即L= L1+ L2+ 2M
其中M为L1与L2之间的互感。 起振条件:
5kΩ
5 6
O
vC 2/ 3VCC
O
t vI t vC
+C
vC1
G1
Q'
3
-
1
5kΩ
2 TD 7
+C2
-
vO
O
vC2
G2
Q
vO
G3 G4
5kΩ
1
tw
t
C
tw RC ln 3 1.1RC 通常tw的范围为几微秒到几分钟。但随着tw的宽度 增加它的精度和稳定度也将下降。
课程设计lc振荡电路
![课程设计lc振荡电路](https://img.taocdn.com/s3/m/04ab40dd82d049649b6648d7c1c708a1294a0a42.png)
课程设计lc振荡电路一、课程目标知识目标:1. 理解并掌握LC振荡电路的基本概念、工作原理及特点;2. 掌握LC振荡电路的振荡频率计算方法,能够分析影响振荡频率的因素;3. 了解LC振荡电路在实际应用中的电路设计及调整方法。
技能目标:1. 能够正确绘制LC振荡电路的原理图,并进行电路仿真;2. 学会使用示波器、信号发生器等实验设备对LC振荡电路进行测试,观察并分析实验现象;3. 能够运用所学知识解决LC振荡电路相关问题,具备一定的实际操作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术学科的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,敢于面对实验过程中的问题;3. 培养学生的团队协作精神,学会在小组讨论中倾听他人意见,共同解决问题。
本课程针对高中电子技术学科,结合学生特点,注重理论与实践相结合,提高学生的动手能力。
通过本章节的学习,使学生能够掌握LC振荡电路的基本知识,培养实际操作技能,同时培养学生对电子技术的兴趣和严谨的科学态度。
课程目标具体、可衡量,为后续教学设计和评估提供明确依据。
二、教学内容1. LC振荡电路的基本概念与原理- 振荡电路的定义与分类- LC振荡电路的组成与工作原理- 振荡电路的起振条件与稳幅原理2. LC振荡电路的振荡频率计算- 振荡频率公式推导- 影响振荡频率的因素分析- 振荡频率的调整方法3. LC振荡电路在实际应用中的设计- 电路设计原理与步骤- 电路元件的选择与调整- 实际应用案例分析4. LC振荡电路实验操作- 实验设备的使用方法- 振荡电路的搭建与调试- 实验现象的观察与分析教学内容依据课程目标,参考教材相关章节,进行科学、系统的组织。
本章节将按照教学大纲安排,逐步引导学生学习LC振荡电路的基本知识、计算方法、实际应用及实验操作。
教学内容涵盖理论与实践,注重培养学生的实际操作能力,提高学生对电子技术学科的兴趣。
三、教学方法1. 讲授法- 对于LC振荡电路的基本概念、原理及振荡频率计算等理论知识,采用讲授法进行教学,使学生在短时间内掌握基本知识,为后续学习打下坚实基础。
LC正弦波振荡器课程设计
![LC正弦波振荡器课程设计](https://img.taocdn.com/s3/m/2a9d4e300722192e4536f6a7.png)
1
振荡建立起来之后,振荡幅度会无限制地增长下去吗?不会的,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。
由于放大器开环电压增ห้องสมุดไป่ตู้ 和反馈系数 的表示式分别为
, (1-1)
四、设计报告要求
1、选定设计方案;
2、拟出设计步骤,画出设计电路,分析并计算主要元件参数值;
3、列出设计电路测试数据表格;
4、进行设计总结和分析,并写出设计报告。
五、设计总结
1、总结三种正弦波振荡器的设计方法和运用到的主要知识点,对设计方案进行比较;
2、主要参数的理论计算;
3、主要参数的测试数据,输出仿真波形;
LC正弦波振荡器
一、设计目的
1、了解LC正弦波振荡器的工作原理。
2、掌握电容三点式正弦波振荡器的设计与主要性能参数测试方法。
3、掌握电感三点式正弦波振荡器的设计与主要性能参数测试方法。
4、掌握克拉泼和西勒振荡器的设计与主要性能参数测试方法。
5、掌握LC正弦波振荡器的装调技术。
二、技术指标和设计要求
1、技术指标
式(1-10)和(1-11)就是用电路参数表示的振幅平衡条件和相位平衡条件。
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)](https://img.taocdn.com/s3/m/a9eeab53fe4733687f21aa08.png)
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。
项目实训7LC正弦波振荡器
![项目实训7LC正弦波振荡器](https://img.taocdn.com/s3/m/d94f891da300a6c30c229f2c.png)
广西机电职业技术学院电气系
广西机电职业技术学院电气系
模
拟
电
子
技
术
4. 测量振荡频率
调节R 使电路正常起振, 调节RW,使电路正常起振,用函数信号发生 器内测频率法测量以下两种情况下的振荡频率f0,记 器内测频率法测量以下两种情况下的振荡频率f 入表中。 入表中。 (1) 谐振回路电容 C=1000pF。 1000pF。 100pF。 (2) 谐振回路电容 C=100pF。
C(pF) f0
广西机电职业技术学院电气系
1000
100
模
拟
电
子
技
术
六、报告 1.认真记录实验数据及波形,按要求填入表格。 认真记录实验数据及波形,按要求填入表格。 2.总结LC正弦波振荡器的起振条件。 总结LC正弦波振荡器的起振条件。 LC正弦波振荡器的起振条件 七、思考题(写在报告中) 思考题(写在报告中) 首尾调换后,电路停振的原因是什么? 1.当L2首尾调换后,电路停振的原因是什么? 2.一般振荡电路是由哪几部分电路组成? 2.一般振荡电路是由哪几部分电路组成? 一般振荡电路是由哪几部分电路组成
广西机电职业技术学院电气系
模
拟
电
子
技
术
三、电路
+12V
RW
JP?
100K
L2
4 3 2 1 0
L1
L3
示波示
5.6K
0.01uf 220uf —330uf
1K
END
广西机电职业技术学院电气系
模
拟
电
子
技
术
四、原理
LC正弦波振荡器是用 ,C元件组成选频网络的振 正弦波振荡器是用L, 元件组成选频网络的振 正弦波振荡器是用 荡器LC正弦波振荡器又可分为变压器反馈式 或称互感 荡器 正弦波振荡器又可分为变压器反馈式(或称互感 正弦波振荡器又可分为变压器反馈式 耦合式)、电感三点式和电容三点式 种 耦合式 、电感三点式和电容三点式3种。如图为变压器 反馈式LC正弦波振荡器的实验电路,其中, 反馈式 正弦波振荡器的实验电路,其中,晶体三极 正弦波振荡器的实验电路 T1组成共射放大电路 变压器Tr的原绕组 组成共射放大电路, 的原绕组L1(振荡线 管T1组成共射放大电路,变压器Tr的原绕组L1(振荡线 与电容C组成调谐回路 圈)与电容 组成调谐回路,它既作为放大器的负载,又 与电容 组成调谐回路,它既作为放大器的负载, 起选频作用,副绕组 为反馈线圈 为反馈线圈, 为输出线圈 为输出线圈。 起选频作用,副绕组L2为反馈线圈,L3为输出线圈。 该电路靠变压器原、副绕组同名端的正确连接 如图中 该电路靠变压器原、副绕组同名端的正确连接(如图中 所示)来满足自激振荡的相位条件,即满足正反馈条件。 所示 来满足自激振荡的相位条件,即满足正反馈条件。 来满足自激振荡的相位条件
LC正弦波振荡器实验
![LC正弦波振荡器实验](https://img.taocdn.com/s3/m/5b266618b7360b4c2e3f64df.png)
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)
课程设计lc正弦波振荡器设计
![课程设计lc正弦波振荡器设计](https://img.taocdn.com/s3/m/85fe74fa915f804d2a16c10b.png)
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。
实验8LC正弦波振荡器和选频放大电路
![实验8LC正弦波振荡器和选频放大电路](https://img.taocdn.com/s3/m/4b8c6125366baf1ffc4ffe4733687e21af45ff0f.png)
实验8LC正弦波振荡器和选频放大电路实验8 LC 正弦波振荡器和选频放大器1. 实验目的1) 研究、学习LC 正弦波振荡器的特性。
2) 研究、学习LC 选频放大电路的特性。
2. 实验仪器双踪示波器、信号发生器、交流毫伏表、数字万用表。
3. 预习内容1)复习LC 正弦波振荡器的基础知识。
2)复习LC 选频放大回路的基础知识。
4. 实验内容1) 电容三端式LC 振荡器电路原理电路如图8.1。
这是一个电容三端式LC 振荡器,其简化的原理示意图如图8.2,它由一个放大器A和一个LC 回路组成。
设振荡回路内流过电容的振荡电流为i F 。
放大器输出电压为V o =i F X C1,反馈电压为V F =-i F X C ,反馈系数为221C C V V F 21o F -=-==(1) i F放大器反向输入端的反馈电压为V F =FV o =–(C 1/C 2)V o ,从输出、经反馈到反向输入端、经放大器反向、再到输出端,信号的相移为零,满足振荡器起振的相位条件。
若放大器A 不接LC 回路时的放大倍数V A 大于22,则满足振荡器起振的幅值条件1F A V> ,电路就能起振。
显然,对于图8.1所示电路,通过调整电位器R P2,使放大器A 的放大倍数大于22,该电路就能起振。
若电路起振后,V A 能自动地减小,达到稳定时使1F A V= ,那末,振荡器就能输出幅值稳定的正弦波。
图8.1所示电路具有自动调节放大倍数的能力。
电路刚起振时,电路输出V o 较小。
由于1F A V> ,信号在从输出端、经反馈到反向输入端、再到输出端的过程中被放大,集电极电压和电流不断被放大,电路输出V o 不断增大。
在此过程中,集电极电流逐步被限幅,由于发射极PN 结的非线性特性,使基极、发射极电流正半周幅值大,负半周幅值小,由此产生直流电流分量。
直流电流分量对发射极旁路电容C e 充电,使发射极直流电位上升,从而使V BE 下降,三极管Q1的电流放大倍数β下降,放大器A 的放倍数下降。
三点式LC正弦波振荡器
![三点式LC正弦波振荡器](https://img.taocdn.com/s3/m/b29c764625c52cc58ad6be14.png)
***************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。
- 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)。
第 1 页共26 页摘要电子线路中,在无需外加激励信号的情况下,能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量的电子电路称为高频信号发生器。
高频信号发生器主要是产生高频正弦震荡波,电路主要由高频振荡电路构成。
振荡器是一种能自动地将直流电源能量转换为一定波形的交变振荡信号能量的转换电路。
它无需外加激励信号。
关键词:高频; LC正弦波振荡器;西勒电路;multisim目录摘要 (1)第1章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 平衡条件 (1)1.3 起振条件 (1)1.4 稳定条件 (2)1.4.1.振幅稳定条件 (2)1.4.2 相位平衡的稳定条件 (3)1.5 振荡器的频率稳定度 (4)1.5.1 频率准确度和频率稳定度 (4)1.5.2 提高频率稳定度的措施 (4)1.5.3 LC振荡器的设计考虑 (4)第2章 LC正弦波振荡器 (5)2.1 LC三点式振荡器相位平衡条件的判断准则 (5)2.2 电感三点式振荡器 (5)2.3 电容三点式振荡器 (6)2.4 克拉泼和西勒振荡器 (7)2.4.1克拉泼振荡器 (8)2.4.2.西勒振荡器 (9)第3章调试与分析 (10)3.1 调试中的问题 (10)3.2 各振荡电路的方案比较与分 (11)3.2.1 电容三点式振荡的特点: (11)3.2.2 电感三点式振荡特点: (11)3.2.3 克拉泼振荡特点: (12)3.2.4 西勒振荡器特点: (13)结论 (18)参考文献 (19)附录 (20)致谢 (21)第1章 绪论1.1 概述电子线路中,在无需外加激励信号的情况下,能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量的电子电路称为高频信号发生器1.2平衡条件振荡建立起来之后,振荡幅度会无限制地增长下去吗?不会的,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。
由于放大器开环电压增益A和反馈系数F 的表示式分别为 io U U A =,o f U U F = (1-1) 且振荡器进入平衡状态后i f U U =,此时根据式(1-1)可得反馈振荡器的平衡条件为 1)(==+F A j AFeF A ϕϕ (1-2)式中,A 、A ϕ分别为电压增益的模和相角;F 、F ϕ分别为反馈系数的模和相角。
式(1-2)又可分别写为1=AF (1-3)πϕϕn F A 2=+ n=0,1,2,… (1-4)式(1-3)和(1-4)分别称为反馈振荡器的振幅平衡条件和相位平衡条件。
作为一个稳态振荡,式(1-3)和(1-4)必须同时得到满足,它们对任何类型反馈振荡器都是适用的。
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。
必须指出,这里的A是指放大器的平均增益。
因为振荡器处于平衡状态放大器乙不工作在甲类状态,而工作在非线性的甲乙类、乙类或丙类状态,所以这时放大器乙不能用小信号甲类状态的增益来表示了。
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。
根据折线分析法可知,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im p cm i U R I U U A o 1== (1-5)式中,o U 为负载谐振回路上的基波电压,p R 为谐振回路谐振电阻。
由1max 11()()(1cos )cm C c im I i g U αθαθθ==- (1-6)将式(1-6)代入式(1-5),得101()(1cos )()c p A g R A αθθγθ=-= (1-7)式中,11()()(1cos )γθαθθ=-;p c R g A =0为起振时(180o θ=)小信号线性放大倍数。
由式(1-7)可知,当振幅增大进入非线性工作状态后,通角0180<θ,故A下降,直到1=F A达到平衡状态。
此时,振荡器的振幅平衡条件又可表示为 01()1AF A F γθ== 图1.2 变压器反馈LC 振荡电路 ∙C L 谐振放大器 反馈网络 +_o +_i f +_ f +_1c I ⊕-⊕∙U U U U(1-8)同时,又由图(1-2)可知,振荡器处于平衡状态时,输出电压11p c c Z I U =,即111p fe i p c Z Y U Z I A == ,可得平衡条件的另一表达形式11=F Z Y p fe(1-9)或者写成如下形式11=F Z Y p fe(1-10) πϕϕϕn F Z Y 2=++ n=0,1,2,… (1-11) 式中,Yj fe fe e Y Y ϕ=称为晶体管的平均正向传输导纳,Y ϕ为集电极电流基波分量1c I 与基波输入电压i U 的相位差;Zj p p e Z Z ϕ11=称为谐振回路的基波阻抗,Z ϕ为c U 与1c I 之间的相位差;F j Fe F ϕ= 称为反馈系数,F ϕ为f U 与c U 之间的相位差。
式(1-10)和(1-11)就是用电路参数表示的振幅平衡条件和相位平衡条件。
当振荡器的频率较低时,1c I 与i U 、c U 与1c I 、f U 与c U 都可认为是同相的,也就是说满足0=++F Z Y ϕϕϕ的相位条件。
当振荡器的频率较高时,1c I 总是滞后i U ,即0<Y ϕ。
而F ϕ也不等于0,即0≠+F Y ϕϕ。
若要保持相位平衡条件,只有回路工作于失谐状态以产生一个Z ϕ。
这样振荡器的实际工作频率不等于回路的固有谐振频率0f ,1p Z 也不呈现为纯电阻。
1.3起振条件式(1-2)是维持振荡的平衡条件,是针对振荡器进入稳态而言的。
为了使振荡器在接通直流电源后能够自动起振,则要求反馈电压在相位上与放大器输入电压同相,在幅度上则要求f U >Ui ,即πϕϕn F A 2=+ n=0,1,2,…(1-12)10 F A (1-13)式中,A0为振荡器起振时放大器工作于甲类状态时的电压放大倍数。
式(1-12)和(1-13)分别称为振荡器起振的相位条件和振幅条件。
由于振荡器的建立过程是一个瞬态过程,而式(1-12)和(1-13)是在稳态下分析得到的,所以从原则上来说,不能用稳态分析研究一个电路的瞬态过程,因而也就不能用式(1-12)和(1-13)来描述振荡器从电源接通后的振荡建立过程,而必须通过列出振荡器的微分方程来研究。
但可利用式(1-12)和(1-13)来推断振荡器能否产生自激振荡。
因为在起振的开始阶段,振荡的幅度还很小,电路尚未进入非线性区,振荡器可以通过线性电路的分析方法来处理。
综上所述,为了确保振荡器能够起振,设计的电路参数必须满足A0F>1的条件。
而后,随着振荡幅度的不断增大,A0就向A 过渡,直到AF=1时,振荡达到平衡状态。
显然,A0F 越大于1,振荡器越容易起振,并且振荡幅度也较大。
但A0F 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A0F 的值稍大于1。
1.4稳定条件当振荡器受到外部因素的扰动(如电源电压波动、 温度变化、噪声干扰等),将引起放大器和回路的参数发生变化破坏原来的平衡状态。
如果通过放大和反馈的不断循环,振荡器越来越偏离原来的平衡状态,从而导致振荡器停振或突变到新的平衡状态,则表明原来的平衡状态是不稳定的。
反之,如果通过放大和反馈的不断循环,振荡器能够产生回到原平衡点的趋势,并且在原平衡点附近建立新的平衡状态, 则表明原平衡状态是稳定的。
1.4.1.振幅稳定条件U om O A F 1A 0 Q U omQ U om O A F 1A 0 Q U omQ U omB B (a ) 软自激的振荡特性 (b ) 硬自激的振荡特性在平衡条件的讨论中我们曾经指出,放大倍数是振幅Uom 的非线性函数,且起振时,电压增益为A0,随着Uom 的增大,A 逐渐减小。
反馈系数则仅取决于外电路参数,一般由线性元件组成,所以反馈系数F (或1/F )为一常数。
为了说明振幅稳定条件的物理概念,在图 1.3(a )中分别画出反馈型振荡器的放大器电压增益A 和反馈系数的倒数1/F 随振幅Uom 的关系。
图1.3(a )中,Q 点就是振荡器的振幅平衡点,因为在这个点上,A=1/F ,即满足AF=1的平衡条件。
那么这一点是不是稳定的平衡点呢?那就要看在此点附近振幅发生变化时,是否具有自动恢复到原平衡状态的能力。
假定由于某种因素使振幅增大超过了UomQ ,由图可见此时A<1/F ,即出现AF<1的情况,于是振幅就自动衰减而回到UomQ 。
反之由于某种因素使振幅小于UomQ ,此时A>1/F ,即出现AF>1的情况,于是振幅就自动增大,从而又而回到UomQ 。
因此Q 点是稳定平衡点。
Q 点是稳定平衡点的原因是,在Q 点附近,A 随Uom 的变化特性具有负的斜率,即0<∂∂=Q U U om om om U A(1-14)式(1-14)就是振幅稳定条件。
并非所有的平衡点都是稳定的。
如果振荡管的静态工作点取得太低,而且反馈系数F 又较小时,可能会出现图1.3(b )的另一种振荡特性。
这时A 随Uom 的变化特性不是单调下降,而是先随Uom 的增大而上升,达到最大值后,又Uom 的增大而下降。
因此,它与1/F 线可能出现两个平衡点Q 点和B 点。
其中平衡点Q 满足振幅稳定条件,而平衡点B 不满足稳定条件,因为当振荡幅度稍大于UomB 时,则A>1/F ,即AF>1,成为增幅振荡,振幅越来越大。
而当振荡幅度稍低于UomB 时,则AF<1,成为减幅振荡,振幅越来越小,直到停振为止。
这种振荡器不能自行起振,除非在起振时外加一个较大的激励信号,使振幅超过B 点,电路才能自动进入Q 点。
像这样要预先外加一个一定幅度的信号才能起振的特性称为硬自激。
对于图 1.3(a )所示无需外加激励就能起振的特性称为软自激。
一般情况下都是使振荡电路工作于软自激状态,通常应当避免硬自激。
图1.3 自激振荡的振荡特性1.4.2 相位平衡的稳定条件相位平衡的稳定条件是指相位平衡条件遭到破坏时,电路本身能重新建立起相位平衡点的条件。
由于振荡的角频率就是相位的变化率,即dt d ϕω=,所以当振荡器的相位变化时,频率也必然发生变化。
因此相位稳定条件和频率稳定条件实质上是一回事。
图1.4所示以角频率为横坐标,选频网络的相移Z ϕ为纵坐标,对应某一Q 值的并联谐振回路的相频特性曲线。