高频课程设计_LC振荡器_克拉泼.doc

高频电子线路课程设计报告
设计题目: LC正弦波振荡器的设计
专业班级
学号
学生姓名
指导教师
教师评分
2012年 6 月 10 日
目录
一、设计任务与要求…………….…………………………………………………1
二、设计方案…………….…………………………………………………………1
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三、设计内容……………………………………………………………………….8
LC振荡器的基本工作原理……………………………………………….8
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四、总结…………………………………………………………………….…….…17
五、主要参考文献……………………………………………………………….….18
六、附录………………………………………………………………………….....18
设计任务与要求
为了熟悉《高频电子线路》课程中所学到的知识,在本课程设计中,我着中对LC正弦波振荡器进行了分析和研究。通过对几种常见的振荡器(电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器、改进型电容反馈式振荡器)进行分析论证,我最终选择了克拉泼振荡器。
在本次课程设计中,设计要求产生10~20Mhz的振荡频率。振荡器的种类很多,适用的范围也不相同,但它们的基本原理都是相同的,都由放大器和选频网络组成,都要满足起振,平衡和稳定条件。然后通过所学的高频知识进行初步设计,由于受实践条件的限制,在设计好后,我利用了模拟软件进行了仿真与分析。为了学习Multisim软件的使用,以及锻炼电子仿真的能力,,该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。
最后我利用了仿真软件对电路进行了一写的仿真分析,如改变电容的参数,分析对电路产生的影响等,再考虑输出频率和振幅的稳定性,得到了与理论值比较相近的结果,这表明电路的原理设计是比较成功的,本次课程设计也是比较成功的。
本设计中的电路图是使用Protel软件绘制的,本设计中所涉及的仿真电路是比较简单的。在实验条件受限的情况下,利用软件仿真在实际中有很实际的意义。
设计方案
通过学习高频电子线路的相关知识,我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路)等。通过老师所讲和查阅相关资料可知,克拉泼振荡电路具有该电路频率稳定性非常高,振幅稳定,适合做波段振荡器等优点。所以在本设计中拟采用改进型电容反馈式--克拉泼电路振荡器。
下面对几种振荡器进行分析论证:
电感反馈式三端振荡器
电感三点式振荡器
电感反馈震荡电路的优点是:由于和之间有互感存在,所以容易起振。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。
这种电路的主要缺点是:与电容反馈震荡电路想比,其震荡波形不够好。这是因为反馈支路为感性支路,对高次谐波呈现高阻抗,故对于LC回路中的高次谐波反馈较强,波形失真较大。其次是当工作频率较高时,由于和上的分布电容和晶体管的极间电容均并联于与两端,这样,反馈系数F随频率变化而变化。工作频率愈高,分布参数的影响也愈严重,甚至可能使F减小到满足不了起振条件。
总之,由于存在互感,电路不好计算而且波形失真较大,在此不再仿真分析。
这种电路尽管它的工作频率也能达到甚高频波段,但是在甚高频波段里,优先选择的还是电容反馈振荡器。
电容反馈式三端振荡器
电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器,其电路原理图如下:
电容三点式振荡器原理图
对于电容三点式振荡器,反馈系数F的表达式为:
不考虑各极间电容的影响,这时谐振回路的总电容量为、的串联,即
振荡频率的近似为
与电感三端震荡电路想比,