电感三点式振荡器课程设计论文.doc

前言 2 正文 3 1 设计目的及任务要求 3 1.1设计的目的和意义 3 1.2设计要求及相关参数 3 1.3软件介绍 3 2理论基础 4 2.1振荡器 4 2.2三点式振荡器 4 2.3电感三点式（哈特莱）振荡器 5 2.4原电路的工作原理 7 3电路设计 7 3.1设计电路的组成 7 3.1.1电感振荡部分参数分析 8 3.1.2输出缓冲级部分 9 3.2整体电路图 9 3.3 仿真结果 10 3.4结果分析 15 3.4.1 误差说明 15 3.5参数说明 16 总结 17 致谢 17 参考文献 17 前言 振荡器是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。其构成的电路叫振荡电路，能将直流转换为具有一定频率交流电信号输出。振荡器的种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。 三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。 三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合, 可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点, 是一种广泛应用的振荡电路, 其工作频率可达到几百兆赫。本将围绕高频电感三点式正弦波振荡器进行具有具体功能的振荡器的分析。 Multisim 10 File软件对电子电路的仿真模型，深层次了解电子电路的工作情况。 1.2设计要求及相关参数 1、采用晶体三极管或集成电路、场效应管构成高频电感三点式正弦波振荡器； 2、额定电源电压5.0V ，电流1～3mA； 输出频率 8 MHz （频率具较大的变化范围）； 3、通过跳线可构成发射极接地、基极接地及集电极接地振荡器； 4、有缓冲级，在100欧姆负载下，振荡器输出电压≥ 1 V (D-P)；、本次设计将主要使用Multisim10软件进行仿真。次设计将主要使用Multisim10软件进行仿真。Multisim10是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具，适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作。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。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。凭借Multisim，可以立即创建具有完整组件库的电路图，并利用工业标准SPICE模拟器模仿电路行为。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，根据其结构特点主要分为RC，LC振荡器和晶体振荡器。其中采用RC网络作为选频移相网络的振荡器统称为RC正弦振荡器,属音频振荡器；而采用LC振荡回路作为移相和选频网络的正反馈振荡器称为LC振荡器。至于晶体振荡器，则是使用石英晶体作为主要谐振器件的振荡器。 在本次设计实验中，我们主要研究的是LC三点式振荡器。 LC振荡器可以分为如下几类： 变压器耦合式：单管LC正弦振荡器；差分对管LC正弦振荡器； 三点式：电容三点式(考毕兹)振荡器；电感三点式(哈特莱)振荡器 ； 改进三点式：克拉泼振荡器；西勒振荡器；三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。 三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合, 可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点, 是一种广泛应用的振荡电路, 其工作频率可达到几百兆赫。 图2.1 三点式振荡器基本结构 根据具体元件选择与接法的不同又可以分为电容三点式振荡器（考毕兹振荡器）与电感三点式（哈特莱振荡器）两种，其主要特点如下： 电容三点式：反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形好，接近正弦波。反馈系数因与回路电容有关，如果用该变回路的方法来调整振荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起振。 电感三点式：便于用改变电容的方法来调整振荡频率，而不会影响反馈系数，但是反馈电压中高次谐波分量比较多，输出波形差。 电感三点式振荡电路是指原边线圈的3个段分别接在晶体管的3个极。又称为电感反馈式振荡电路或哈特莱振荡电路。 图2.2 电感三点式（哈特莱）振荡器原电路图 图2.3 电感三点式振荡器交流等效电路 电感三点式振荡器原理电路如图2.所示，图2.3是其交流等效电路。图2.2中， Rb1、Rb2和Re为分压式偏置电阻；Cb和Ce分别为隔直流电容和旁路电容；L1、L2和C组成并联谐振回路，作为集电极交流负载。谐振回路的三个端点分别与晶体管的三个电极相连，符合三点式振荡器的组成原则。由于反馈信号由电感线圈L2取得，故称为电感反馈三点式振荡器。采用与电容三点式振荡电路相似的方法可求得的公式 (1) 其中M为L1、L2当线圈绕在封闭瓷芯的瓷环