电容反馈振荡器设计(DOC)

高频电子线路课程设计

电容反馈振荡器电路设计

班级： 11级电信班

学号： 111102051

姓名：

指导教师：

日期： 2013.12.20

目录

第1章电容反馈式振荡器的设计方案论证 (3)

1.1电容反馈式振荡器的应用意义 (3)

1.2 电容反馈式振荡器的设计要求及技术指标 (3)

1.3 电容反馈式振荡器的的电路原理 (4)

1.4 电容反馈式振荡器的方案框图及分析 (6)

第2章电容反馈式振荡器的电路设计及仿真 (7)

2.1电路的设计依据 (7)

2.2原理图EWB软件仿真 (8)

2.3 仿真结果 (8)

第3章设计总结 (9)

参考文献 (9)

第1章电容反馈式振荡器的设计方案论证

1.1电容反馈式振荡器的应用意义

随着社会的发展，通讯工具在我们的生活中的作用越来越重要。通信工程专业的发展势头也一定会更好，为了自己将来更好的适应社会的发展，增强自己对知识的理解和对理论知识的把握，本次课程设计我准备制作具有实用价值的电容反馈式振荡器。

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 U

f 和输入电压 U

i

要相等，这是振幅平衡条件。二是U

f

和U

i

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。功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。

正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。能够产生正弦波的电路称为正弦波振荡器。通常，按工作原理的不同，正弦振荡器分为反馈型和负载型两种，前者应用更为广泛。在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。

1.2 电容反馈式振荡器的设计要求及技术指标

设计内容：

1．用EWB仿真，设计一个电容反馈振荡器

2．能够观察输出的振荡波形。

3．测量其振荡频率。

4．分析电路并计算其频率是否与所测的频率相同。

设计参数：振荡频率5MHZ左右

设计要求：

1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。

2 .确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。

3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。

4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。

本次课程设计我设计的是电容反馈式振荡器。振荡器是不需要外加信号激励，自身将直流电能转换为交流电的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。1.3 电容反馈式振荡器的的电路原理

构成一个振荡器必须具备下列一些最基本的条件：

（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，以维持等幅震荡。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。

电容三端振荡器是自激振荡器的一种。由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。它的

C，而电容对晶体管非线性特性产生的高次谐波呈现优点是：反馈电压取自电容

2

低阻抗，所有反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形很好；其缺点是：反馈系数因与回路电容有关，如果用改变电容的方法来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。

电容三端振荡器电路原理图如图a 所示。

图a 电容三端振荡器电路

由振荡器谐振频率计算公式：

LC 1

=ω π

ω2=f 根据设计指标，取f=6MHz 来分配合适的电容和电感。

LC 振荡器有基本放大器、选频网络和正反馈网络三个部分组成。为了维持震荡，放大器的增益应该等于1，即1=AF ，因为在谐振频率上振荡器的反馈系数为

21C C F =

所以维持振荡所需的电压增益应该是：

12C C A =

电容三点式振荡器的谐振频率为 212

1121

C C C C L f o +=π

在实验中可通过测量周期T 来测定谐振频率，即

T

f o 1=