lc振荡器设计PPT课件

▪ 选频网络设计：
▪ 方案一：采用石英晶体正弦波振荡 电路，一般情况下，机械振动的振 幅和交变电场的振幅都非常小。但 是，当交变电场频率为一特定值时， 振幅骤然增大，产生共振。因此， 设计中不采用此方案。
▪ 方案二：采用电感反馈式振荡电路， 此电路中，N2与N1之间耦合紧密， 振幅大；当C采用可变电容时，可获 得调节范围内较宽的振荡频率。但 是，由于反馈低压取自电感，对高 频信号具有较大的电抗，输出电压 波形中常含有高次谐波，由于系统 对波形的较高要求，设计中不采用 此方案。
⑴选用性能优越的OPA355集成运放为放大核 心,。
⑵非常小心电路的PCB电路的布板。特别是 输出级前置运放的反向输入端的的寄生电容， 必须把其引脚下的敷铜去除。
▪ 带宽与矩形系数：
▪ 矩形系数描述了滤波器在截止频率附近响应曲线 变化的陡峭程度，它的值是60dB带宽与3dB带宽 的比值。是表征放大器选择性好坏的一个参量。
▪ 系统要求的增益为60dB以上，电路采用三级
放大，利用反馈回路调节每级放大倍数为10，
使放大器总体增益达60dB
一级放大：
AUO
Rf Rs
=-500Ω／50Ω=-10
。 电路总增益：G=103=1000=60dB
f0
▪ 谐振频率：
▪ 谐振回路的自由振荡频率与放大器 输入信 号频率相同时，放大器处于谐振工作状态，
◇方案三：采用一阶T型衰减电路， 实现40dB的信号衰减。其结构相对 简单，且具有良好的对称性，可实 现有效的40dB的信号衰减，且实际 中具有操作性强、精确度高的优点， 因此，本设计采用此方案。
▪ 放大级设计
方案一：放大器前端采用高增益放 大器。此运放所需器件少，连接方 便，但是带宽较窄、噪声干扰大， 电路实际运用效果不理想。因此， 设计中不采用此方案。
三级
放大
放大
放大
输出 阻抗 匹配
阻抗
阻抗
选频
匹配
匹配
网络
▪ 理论分析与计算
▪ 衰减器指标： 系统要求衰减系数为40dB，本设计采用一阶T型
网络,以特性阻抗为50Ω，根据
参数计算公式 :
得
从输入端看进去的输入电阻应等于输出电阻，即 可得：
RO
RI
又根据电路输入电压和输出电压的关系得；
联立得：
和
▪ 放大器增益：
▪ 采用OPA355三级级联式电路作为放大电路，
通过反馈电路调节增益为每级10倍放大，增
益达到系统要求的60B。电路图如下；
+VC C C3
+VC C
Ω
10 0p F
R4
R3
50 Ω
50 Ω
5
6
5
6
2
1 U2
-VC C R850 0Ω C5
1.5p F
3
1
4
U3
2
-VC C R9 50 0Ω C6
1.5p F
▪ 衰减电路设计
方案一：采用运算放大器组成的 反相衰减器，实现40dB的信号衰 减，。Rf与Ri在1k到100k之间选择。 电路设计简单、操作性强，但输入 阻抗不匹配，且不能保证高频信号 的有效工作。因此设计中不采用此 方案。
◇方案二：采用二极管衰减电路， 实现40dB的信号衰减。PIN二极管 的最大与最小的电阻特性被充分利 用。然而在衰减器中使用的PIN二极 管是有限的，因此设计中不采用此 方案。
设计中放大的中心频率为15MHz,系统要求的带
宽的为300KHz,根据LC谐振放大器大的矩形系数
公式：Kr0.1
2f 0.1 2f0.7
由放大电路的参数设计，得矩形系数≤10
▪ 单元电路设计
▪ 输入级设计：
本电路采用一阶T型衰减电路，实现40dB的 信号衰减。电路特性阻抗为50Ω
▪ 放大级设计：
▪ 方案三：采用一阶LC串联电路，进 行信号的滤波，通信电路中用到的 谐振电路多为窄带电路，即ω与ω0 很接近，实现中心频率为15MHz的 系统要求，电路设计相对简单，波 形较好，抗干扰能力强。本设计中， 对高频小信号此方案的要求可以保 证。因此，本设计采用此方案。
输入 衰减器
▪ 方案描述
一级
二级
1 2 3
+VCC
+VCC C3
+VCC
R1 50Ω
C1
C2
J1
6
5
R2 50Ω
100pF
R4
R3
50Ω
50Ω
5
6
5
6
2 1
10nF
3
100pF
1
R7
4
U1
50Ω
R5 50Ω
2
2
3
1
4
U2
2
3
4
U3
C7
பைடு நூலகம்C8
1
R10
5.6pF 5.6P
200Ω
L1
-V CC R6
500Ω C4
1.5pF
-V CC R 85 0 0 Ω C 5
LC谐振放大器（D题）
太原师范学院 李晶晶 王莹 王亚慧
指导教师：陈雪
▪ 摘要：本设计利用OPA355增益带宽放大器 来实现增益的主控制，通过匹配网络的配合 获取合适的输入、输出电阻，保证放大器的 正常放大，提高电路的稳定性和精确度。输 入部分采用一阶Ｔ型衰减电路作为输入级， 以获得系统要求的的４０ｄＢ的信号衰减。 信号源与放大器间连一匹配网络，实现电路 的５０Ω输入电阻，满足放大器的工作要求。 谐振部分采用ＬＣ串联电路进行电路的滤波， 得到中心频率为１５ＭＨｚ的信号。设计并 制作了满足６０ｄＢ增益和３００ｋＨｚ带 宽的放大电路
方案二：放大器的前置放大采用差 动输入的三运放。此运放放大倍数 高，但由于需采用过多的运放和分 立元件，稳定先难以保证，调试也 有很大困难，因此，设计中不采用 此方案。
▪ 方案三：采用OPA355三级放大电路， 实现系统要求的增益与带宽。电路增益 可达到60dB,同时OPA355功耗较低、低 噪声、精确度高。因此，在本设计的放 大部分采用此方案。
fo 此时2的1频lc率,此即时为谐谐振振回频路率成记呈为现纯,且阻f有o性， 放大器具有最高增益。系统要求 fo 15MHz
得： C 5.6 pF, L 10H
▪ 频带内相应波动控制：
▪ 通频带内的增益波动主要是由于寄生电容和 其它杂散参数产生的。为了使得,系统有精确 的放大倍数，因此抗干扰措施必须要做的很 好才能避免增益的波动。本电路采用的控制 方法如下：
C7
C8
5.6p F 5.6P L1
R10 20 0Ω
VC C
▪ 输出级设计：
▪ 输出级采用LC滤波电路，得到中心频率为 15MHz的信号。电路图如下：
5
U3
C7 1
C8
5.6p F
5.6P
L1
R 10 20 0Ω
6
2
VC C R9 50 0Ω C6
1.5p F
设计电路图
C10 10u C9
0.01u J2