电容反馈三点式振荡器电路设计.doc

电子技术课程设计报告 题 目： 基于Multisim的电容反馈三点式 振荡器电路的设计与仿真 学生姓名： 陈颍帝 学生学号： 1214030203 年 级： 2012级 专 业： 通信工程 班 级： 2012(2) 指导教师： 张水锋 电子工程学院制 2015年5月 1电容反馈三点式振荡器电路设计的任务与要求 1.1 的任务 (1) 理解LC三点式振荡器的工作原理，掌握其振荡性能的测量方法。? (2) 理解振荡回路Q值对频率稳定度的影响。 (3) 理解晶体管工作状态、反馈深度、负载变化对振荡幅度与波形的影响。? (4) 了解LC电容反馈三点式振荡器的设计方法。 1.2 的要求? (1) 原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确，端了要不得有标号。? (2) 图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正确标明。 (3) 简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。2 电容反馈三点式振荡器电路设计的方案制定 2.1 电容反馈三点式振荡器电路设计的原理 三点式振荡器的交流等效电路如图1所示。 1 三点式振荡器交流等效电路 图中Xcs、Xbe、Xcb为谐振回路的三个电抗。根据相位平衡条件可知，Xcs、Xbs必须为同性电抗，Xcb与Xcs、Xbs相比必须为异性电抗，且三者之间满足下列关系：Xcb=-(Xcs+Xbs),这就是三点式振荡器相位平衡条件的判断准则。若Xcs、Xbs呈容性,Xcb呈感性，则振荡器为电容反馈三点式振荡器；若Xcs、Xbs呈感性，Xcb呈容性，则为电感反馈三点式振荡器。下面以图2“考毕兹”电容三点式振荡器为例分析其原理。 图2中L和C1、C2组成振荡回路，反馈电压取自电容C2的两端，Cb和Cc为高频旁路电容，Lc为高频扼流圈，对直流可视为短路，对交流可视为开路。显然，该振荡器的交流通路满足相位平衡条件。若要它产生正弦波，还必须满足振幅条件和起振条件，即：Auo*Fuo1。式中Auo为电路刚起振时，振荡管工作状态为小信号时的电压增益；Fuo为反馈系数，只要求出二者的值，便可知道电路有关参数与它的关系。为此，我们画出Y参数等效电路。若忽略晶体管的内反馈，即Yrε=0。C1’=C1+Coε,C2’=C2+Ciε,giε’=giε+Gb,go为LC并联谐振回路折合到晶体管ce端的等效谐振电导，即go’=P1^2go，P1=(C1’+C2’)/C2’。可求出小信号工作状态时电压增益Auo’和反馈系数Fuo’分别为Auo=Uo/Ui=|Yfε|/g。式中，|Yfε|≈gm=Ie(mA)/26(mV)， g=goε+go+P2^2giε‘，P2=C1’/C2’。若忽略各个g的影响，电路的反馈系数为Fuo=Uf/Uo=C1’/C2’=P2。可得起振条件为AuoFuo=(|Yfε|/g)*(C1’/C2’)1，故有|Yfε|C2’/C1’g，上式即为振荡器起振的振幅条件。为了进一步说明起振的一些关系，可将上式变换为|Yfε|(1/F)*g=(1/F)*(goε+go+P2^2giε)=(1/F)*(goε+go)+Fgiε第一项表示输出电导和负载电导(这里未考虑负载电导)对振荡的影响，F越大，越容易起振。第二项表示输入电导对振荡的影响，g’iε和F越大，越不容易起振。可见，考虑到晶体管输入电导对回路的加载作用时，反馈系数F并不是越大越容易起振在晶体管参数giε、goε、Yfε一定的情况下，可以改变Rb1，Rb2和负载电导gl及F来保证起振。F一般取0.1~0.5。 对于一个振荡器，在其负载阻抗及反馈系数F已经确定的情况下，静态工作点的位置对振荡器的起振以及稳定平衡状态（振幅大小，波形好坏）有着直接的影响。工作点偏高，振荡管工作范围易进入饱和区，输出阻抗的降低将会使振荡波形严重失真，严重时甚至使振荡器停振；工作点偏低，避免了晶体管工作范围进入饱和区，对于小功率振荡器，一般都取在靠近截止区，但不能取得太低，否则不易起振。 实际的振荡电路在Fuo确定之后，其振幅的增加主要是靠提高振荡管的静态电流值，静态电流越大，输出幅度越大。但是如果静态电流取得太大，不仅会出现波形失真现象，而且由于晶体管的输入电阻变小同样会使振荡幅度变小。实际中静态电流值一般取0.5mA～1mA。 频率稳定度是振荡器的一项重要技术指标，它表示在规