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电压控制振荡电路设计与仿真 答 辩 人: 聂志辉 指导老师: 刘定军 Design and Simulation of voltage controlled oscillator circuit 二零一三年六月 主要内容?电压控制振荡电路设计背景?设计参数?系统的方案论证和选择?单元电路的设计与提高?设计总电路图?系统的仿真?致谢 电压控制振荡电路设计背景近年来，随着无线通信技术的飞速发展，使市场对射频集成电路产生了巨大的需求。在射频电路中，压控振荡器(VCO)占有非常重要的地位，它是锁相环、时钟恢复电路以及频率综合器的重要组成电路，所以设计高性能的压控振荡器对通信系统性能的提高具有十分重要的意义。而电压控制振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电一光转换电路、移动式手持设备等提供了很好的解决方案。  设计参数（1）振荡器输出为三角波形，波形无明显失真。（2）输出频率范围：30HZ~2.8KHz。（3）输出频率稳定度：优于 。（4）输出电压峰—峰值 =1V±0.1V。 系统的方案论证和选择 方案一：采用互感耦合振荡器形式。调基电路振荡频率在较宽的范围改变时，振幅比较稳定。调发电路只能解决起始振荡条件和振荡频率的问题，不能决定振幅的大小。调集电路在高频输出方面比其他两种电路稳定，幅度较大谐波成分比较小。互感耦合振荡器在调整反馈（改变耦合系数）时，基本上不影响振荡频率。但由于分布电容存在，在频率较高时，难于做出稳定性高的变压器，而且灵活性较差。一般应用于中、短波波段。  系统的方案论证和选择  方案二：集成电路振荡器。采用压控振荡器芯片MC1648和变容二极管MV209，外接一个LC振荡回路构成变容二极管压控振荡器。只需要调节变容二极管两端的电压，即可改变MC1648的输出频率。由于采用了集成芯片，电路设计简单，系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。 系统的方案论证和选择 方案三：应用集成运放芯片741和电阻电容组成反相积分电路，再和若干个电阻构成滞回电压比较器，分别给两个电路输入两个参考电压，然后由反馈电阻控制三极管的导通和截止，在反相积分电路的输入端形成一个矩形波，从而来控制电容的充放电的时间，以此来控制输出频率的变化，从而实现电压控制频率的这一目的，涉及的芯片很常见，电压和频率之间的关系也稳定，整个电路分工明确，可操作性高。 考虑到此次设计要求，波形稳定，可实施性高等，优先选择方案五来进行设计和仿真。 单元电路的设计与提高 此压控振荡器主要由运算放大芯片741构成的反相积分电路和比较器构成的滞回电压比较电路以及反馈电路构成。单运放芯片741需要外接电阻和电容组成反相积分电路。比较器要外接若干个电阻构成滞回电压比较电路，再由反馈电阻经反馈电路控制三极管的导通截止状态来控制电容的充放电时间，从而反作用于反相积分电路，以达到控制输出频率的目的。为达到最佳性能，控制输入的电压控制在0.1V到17V之间，振荡器的输出频率随控制输入的电压大小改变而改变。 不过若是应用锁相环技术电路中可以进一步提高频率的稳定性和范围，但是锁相环技术涉及到的电路很是复杂，实际施行起来难度大大提高。 单元电路的设计与提高 反相积分电路 单元电路的设计与提高 滞回电压比较电路 设计总电路图 系统的仿真 仿真软件的介绍 经过统计,在常用的电路仿真软件中,Multisim2001的性能比较突出，无论从仿真元件库中元件的数量上，还是虚拟设备的种类以及虚拟分析的种类上都比别的软件要好，尤其是电路故障的隐蔽设置，更为教学提供了极大的方便。顺便指出，Multisim2001是有名的仿真软件EWB的升级版本，其性能又比EWB提升许多倍。所以,目前在教学中普遍采用的电路仿真软件为EWB或Multisim10该软件能完全满足目前教学中的各种试验、仿真、考核等，是教学中的首选软件。因此此次电路仿真选择Multisim10软件来进行仿真。 系统的仿真 仿真效果图  系统的仿真仿真数据表 致谢　 谢谢我的毕业设计指导老师刘定军老师的热情关怀和悉心指导，在整个设计完成的过程中，从资料的获取到核心设计、从论文的初稿完成到修改、再到完成定稿，刘老师给予了我最大的帮助和支持。他严谨的工作态度和一丝不苟的工作作风时刻激励着我尽最大的努力去完成这篇毕业设计的每一个细节，并以深厚的学术素养、严谨的治学精神、刻苦拼搏的工作作风告诉我做事要认真、严谨、一丝不苟，所以我要特别对刘定军老师表达真诚的感谢。