高频课设 LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计与制作

武汉理工大学《通信电子线路》课程设计说明书1课程设计任务书学生姓名：专业班级：指导教师：工作单位：题目:LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计与制作初始条件：（1）Multisim软件（2）高频课程中振荡器的相关知识要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求）（1）设计一个LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器，其设计技术性能指标为：振荡频率650ofMHzKHz频率稳定度4101/off输出幅度0.3oppUV（2）设计一个高频小信号调谐放大器的电路，其设计技术性能指标为：谐振频率：of＝10.7MHz,谐振电压放大倍数：dBAVO20，通频带：MHzBw17.0，矩形系数：101.0rK。（3）设计一个高频谐振功率放大器电路，其设计技术性能指标为：输出功率Po≥125mW，工作中心频率fo=6MHz，65%，已知：电源供电为12V，负载电阻,RL=51Ω，晶体管用3DA1，其主要参数：Pcm=1W,Icm=750mA,VCES=1.5V,fT=70MHz,hfe≥10，功率增益Ap≥13dB（20倍）。指导教师签名：年月日系主任（或责任教师）签名：年月日武汉理工大学《通信电子线路》课程设计说明书2目录摘要................................................错误!未定义书签。Abstract............................................................41LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计与制作........................51.1设计目的和意义：.............................................51.2设计原理.....................................................51.2.1电容三点式振荡器原理工作原理分析.......................51.2.2并联型改进电容三端式振荡器(西勒电路)...................81.3仿真结果及调试...............................................91.3.1静态工作电流的确定.....................................91.3.2电路结构...............................................91.3.3仿真结果波形及实物....................................101.3.4焊接实物图............................................121.3.5性能测试..............................................142高频小信号电路设计...............................................152.1高频小信号调谐放大器的原理分析.............................152.2高频小信号调谐放大器参数设置...............................153高频谐振功率放大器电路设计与制作.................................193.1设计要求及原理..............................................193.2设计过程.....................................错误!未定义书签。3.2.1确定功放的工作状态.....................错误!未定义书签。3.2.2基极偏置电路计算.......................错误!未定义书签。3.2.3计算谐振回路与耦合线圈的参数..........................213.2.4电源去耦滤波元件选择..................................223.3电路仿真....................................错误!未定义书签。4心得与体会.......................................................24参考文献...........................................................25武汉理工大学《通信电子线路》课程设计说明书3摘要随着社会的发展，通讯工具在我们的生活中的作用越来越重要。通信工程专业的发展势头也一定会更好，为了自己将来更好的适应社会的发展，增强自己对知识的理解和对理论知识的把握，本次课程设计我准备制作具有实用价值的电容反馈三点式振荡器。振荡器简单地说就是一个频率源，一般用在锁相环中能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”，其涵义就暗指交流，振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化，这样的装置就可以称为“振荡器”。关键词：振荡器信号武汉理工大学《通信电子线路》课程设计说明书4AbstractWiththedevelopmentofsociety,communicationtoolsinourlifefunctionmoreandmoreimportant.Communicationengineeringspecialtymomentumofdevelopmentalsowillbebetter,foryourownfuturebetteradaptsociety'sdevelopment,increasetheirunderstandingofknowledgeandtograspthetheoreticalknowledge,thiscoursedesignIamreadytomakepracticalcapacitancefeedbackSanDianShioscillators.Oscillatorissimplystatedafrequencysource,generaluseinPLLcanconverttodcsignaloutputhasacertainfrequencyexchangeofelectroniccircuitordevice.Detailedsaidisadon'tneedoutsidesignalmotivation,oneselfcanbedcpowercouldbetransformedtoexchangethedevice.Generallyfallintothepositivefeedbackandnegativeresistancetypetwokinds.Theso-calledoscillation,itsmeaningisalludingtoexchange,oscillatorincludesaneveroscillationtooscillationofprocessandfunction.Cancompletionfromdctoacpowertransformation,thisdevicecanbecalledoscillator.Keywords:oscillatorsignal武汉理工大学《通信电子线路》课程设计说明书51LC三点式反馈振荡器与晶体振荡器设计与制作1.1设计目的和意义在电子线路中，除了要有对各种电信号进行放大的电子线路外，还需要有能在没有激励信号的情况下产生周期信号的电子电路，这种在无需外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量的电子电路称为振荡器。振荡器的种类很多，根据工作原理可以分为反馈型振荡器和负阻型振荡器。根据选频网络采用的器件可分为LC振荡器、晶体振荡器、变压器耦合振荡器等。振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。为此,振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路,也是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电路。1.2设计原理1.2.1电容三点式振荡器原理工作原理分析本次课程设计我设计的是电容反馈三点式振荡器，而电容反馈三点式振荡器是自激振荡器的一种，因此更好进行设计了。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。由我们所学过的知识知道，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。武汉理工大学《通信电子线路》课程设计说明书6对于本次课程设计，所用的最基本原理如下：（1）振荡器起振条件为AF1（矢量式），振荡器平衡条件为:AF=1（矢量式），它说明在平衡状态时其闭环增益等于1。在起振时A1/F，当振幅增大到一定的程度后，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AF1,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.F1，振荡就会自动衰减。反之，若电压减少，出现KF1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。反馈式正弦波振荡器有RC、LC和晶体振荡器三种形式，电路主要由放大网络、选频回路和反馈网络三个部分构成。本实验中，我们研究的主要是LC三点式振荡器。所谓三点式振荡器，是晶体管的三个电极（B、E、C），如图1：图1三点式振荡器的基本电路根据相位平衡条件，图1(a)中构成振荡电路的三个电抗元件，X1、X2必须为同性质的电抗，X3必须为异性质的电抗，若X1和X2均为容抗，X3为感抗，则为电容三点式振荡电路（如图1(b)）；若X2和X1均为感抗，X3为容抗，则为电感三点式振荡器（如图1(c)）。由此可见，为射同余异。共基电容三点式振荡器的基本电路如图2：x3x2x1cbeLC2cbeC1L2CcbeL1(a)(b)(c)武汉理工大学《通信电子线路》课程设计说明书7图2共基电容三点式振荡器由图可见：与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C1和C2；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L，根据前面所述的判别准则，该电路满足相位条件。其工作过程是：振荡器接通电源后，由于电路中的电流从无到有变化，将产生脉动信号，因任一脉冲信号包含有许多不同频率的谐波，因振荡器电路中有一个LC谐振回路，具有选频作用，当LC谐振回路的固有频率与某一谐波频率相等时，电路产生谐振。虽然脉动的信号很微小，通过电路放大及正反馈使振荡幅度不断增大。当增大到一定程度时，导致晶体管进入非线性区域，产生自给偏压，使放大器的放大倍数减小，最后达到平衡，即AF=1，振荡幅度就不再增大了。于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件，反馈系数F为：12CFC。若要它产生正弦波，必须满足F=1/2-1/8，太小不容易起振，太大也不容易起振。一个实际的振荡电路，在F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。但是如静态