高频电容反馈三点式振荡器

高频电容反馈三点式振荡器 电容反馈三点式振荡器 制作人:李超08111100 谢攀08111040 汪新皓08111041 电容反馈三点式振荡器 一、 设计目的 1.复习和巩固以前所学内容，了解振荡器的工作原理。 2.熟练multisium等仿真软件的使用，提高实际动手能力。 二、 设计原理 电路工作原理 电容反馈三点式振荡器是自激振荡器的一种。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。 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。 对于本次设计，所用的最基本原理如下: (1)振荡器起振条件为AF>1(矢量式)，振荡器平衡条件为:AF=1(矢量式)， 。在起振时A>1/F，当振幅增大到一定的它说明在平衡状态时其闭环增益等于1 程度后，由于晶体管工作状态有放大区进入饱和区，放大倍数A迅速下降，直至AF=1(矢量式)，此时开始谐振。假设由于某种因素使AF<1,此时振幅就会自动衰减，使A与1/F逐渐相等。 (2)振荡器的平衡条件包括两个方面的内容:振幅稳定和相位稳定 。 我们可以假设横坐标是振荡电压，而纵坐标分别是放大倍数K和反馈系数F，假设因为某种情况使电压增长，这时K.F<1，振荡就会自动衰减。反之，若电压减少，出现KF>1的情况，振荡就会自动增强，而又回到平衡点。由此可知结论 为:在平衡点，若K曲线斜率小于0，则满足振荡器的振幅稳定条件。过K曲线的斜率为正，则不满足稳定条件。 对于相位稳定条件来说，它和频率稳定实质上是一回事，因为振荡的角频率就是相位的变化率，所以当振荡器的相位发生变化时，频率也发生了变化。 (3)我们知道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，放大器的环路增益应该等于1，即AF=1，因为在谐振频率上振荡器的反馈系数为C/C，所以维持振荡所需的电压增益应该是 12 A=C/C 21 电容三点式振荡器的谐振频率为 1/2 f0=1/2π[L(C1C2/C1+C2)] 在实验中可通过测量周期T来测定谐振频率，即 f=1/T 0 放大器的电压增益可通过测量峰值输出电压Vop和输入电压Vip来确定，即 A=V/Vopip 电路说明: 滤波网络:滤除电源中的交流成分是外加电源中只含有直流成分，因为振荡器所的加在电路上的电能是直流电能，而实际电源很难达到纯粹的直流，所以需要加这样一个电路将其中可能的交流成分滤除。 放大网络:放大网络就是通过加在基极的直流电压来控制集电极的电压输出。放大网络对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益，对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。 选频网络:由电感及电容组成的选频网络分为两类，一类是串联谐振回路，另一类是并联谐振回路，回路谐振时，电感线圈中的磁能与电能中的磁能周期性的转换着。电抗元件不消耗外交电动势能量。外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路中的等幅振荡。所以在串联谐振时，回路中电流达到最大值，并联谐振中，负载电压达到最大值。 正反馈网络:反馈，指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入，进而影响系统功能的过程，即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。正反馈使输出起到与输入相似的作用，使统偏差不断增大，使系统振荡，可以放大控制作用。 正反馈网络是电感反馈三点式振荡网络中比较重要的一个环节。三、电路的具体设计 电路的设计依据 三点式LC振荡器，特别是电容反馈式三点振荡器，由于反馈主要是通过电容，所以可以削弱高次谐波的反馈，是振荡产生的波形得到改善，且频率稳定度高，又适于较高波段工作。 引起振荡频率不稳定的原因有很多，包括晶体管间存在的电容，谐振回路参数随时间、电源电压、温度的变化而变化，晶体管参数不稳定等，为得到稳定的振荡频率，因此我们在选元器件时，除选用高质量电路元件，采用直流稳压电源及恒温措施外，还应提高振荡回路品质因数Q，因为Q越大，相频特性曲线在f0附近的斜率也大，选频特性也越好。 构成电容反馈三点式振荡器的最基本电路应该是一个交流电路。因此在设计总电路图之前，我先设计了一个交流电路，随后将各个电路元件包括三极管连接起来才能得到最终的总电路图 电路分析 在设计中为了减小晶体管极间电容的影响可采用改进型电容三点式振荡电路，即在谐振回路电感支路中增加一个电容C,其直比较小，要求C<