高頻課程設計--lc正弦波振蕩器(已修改)
2025-06-23 13:09 本頁面
【正文】 課程設計說明書 沈 陽 大 學 LC 正弦波振蕩器 1. 課程設計的目的 （ 1） 熟悉 LC 正弦波振蕩器的工作原理，以及示波器的原理及用法。 （ 2） 掌握 LC 正弦波振蕩器的基本設計方法。 （ 3） 理解 LC 正弦波振蕩回路并掌握 LC振蕩器的設計，裝載，調試，及其主要性能參數的測試方法和如何選擇電路的測試點。 （ 4） 了解外界因素、元件參數對振蕩器工作穩(wěn)定性及頻率穩(wěn)定度的影響情 況 ，以便提高振蕩器的性能。 （ 1） 設計一個 LC 正弦波頻振蕩器 。 （ 2）利用三端式振蕩器原理產生正弦波信號 采用的具體電路不限。要求給出所選電路的優(yōu)點和 缺點并通過測量值進行證明。也可以進行不同三端式振蕩器的性能比較。 （ 3） 了解電路分布參數的影響及如何正確選擇電路的靜態(tài)工作點。 （ 4）電路的基本原理， LC 正弦波振蕩器是各種接收機和發(fā)射機中一種常見的電路，常用作載波振蕩、本振混頻振蕩等。其典型形式為 “ 三點式 ” 振蕩電路，其電路簡單、頻率穩(wěn)定度高，它的工作原理是在正反饋的基礎上，將直流電源提供的能量變成正弦交流輸出。 （ 5）選擇所需的方案，畫出有關的電路原理圖。 振 蕩器 反饋型振蕩器是通過正反饋聯(lián)接方式 實現等幅正弦振蕩的電路。這種電路 由兩部分組成，一是放大電路，二是反饋網絡，如圖 1所示為反饋振蕩器構成方框圖及相應電路。由圖可知，當開關 S在 1的位置，放大器的輸入端外加一定頻率和幅度的正弦波信號 Ui ，這一信號經放大器放大后，在輸出端產生輸出信號 Uo 。 若 Uo 經反饋網絡并在反饋網絡輸出端得到的反饋信號 Uf與 Ui 不僅大小相等而且相位也相同，即實現了正反饋。若此時除去外加信號，將開關由 1端轉接到 2端，使放大器和反饋網絡構成 一個閉環(huán)系統(tǒng)，那么，在沒有外加信號的情況下，輸出端仍可維持一定幅度的電壓 Uo 輸出，從而實現了自激振蕩的目的。 課程設計說明書 沈 陽 大 學 為了使振蕩器的輸出 Uo為一個固定頻率的正弦波，圖 1 所示的 4 閉合回路必須含有選頻網絡，使得只有選頻網絡中心頻率的信號滿足 Uf與 Ui相同的條件而產生自激振蕩，對其他頻率的信號不滿足 Uf與 Ui相同的條件而不產生振蕩，選頻網絡可與放大器相結合構成選頻放大器，也可與選頻網絡結合構成選頻反饋網絡。反饋振蕩器是把反饋電壓作為輸入電壓，以維持一定的輸出電壓的。實際上在電源接通振蕩器時，電路必然會存在微弱的電擾動，如晶體管電流的突增、電路中的熱噪聲等等，這些電擾就構成原始的輸入信號。又由于 這些電擾動信號頻率范圍很寬，經過振蕩電路中的選頻網絡，只將其中某一頻率的 信號反饋到放大器的輸入端，而其他頻率的信號將抑制掉。被放大后的某一頻率分量經反饋端加到輸入端，幅度得到增大。 圖 1反饋振蕩器構成方框圖 振蕩建立起來之后，振蕩幅度會無限制地增長 下去嗎？不會的，因為隨著振蕩幅度的增長，放大器的動態(tài)范圍就會延伸到非線性區(qū)，放大器的增益將隨之下降，振蕩幅度越大，增益下降越多，最后當反饋電壓正好等于原輸入電壓時，振蕩幅度不再增大而進入平衡狀態(tài)。 由于放大器開環(huán)電壓增益 A? 和反饋系數 F? 的表示式分別為 ioUUA ???? ，ofUUF ???? ① 且振蕩器進入平衡狀態(tài)后 if UU ?? ? ，此時根據 ① 式 可得反饋振蕩器的平衡條件為 1)( ?? ? FAjA F eFA ???? ② 式中， A 、 A? 分別為電壓增益的模和相角； F 、 F? 分別為反饋系數的模和相角。 又可 分別寫為 課程設計說明書 沈 陽 大 學 1?AF ③ ??? nFA 2?? n=0， 1， 2， … ④ ③和④ 分別稱為反饋振蕩器的振幅平衡條件和相位平衡條件。 作為一個穩(wěn)態(tài)振蕩， 兩個條件 必須同時得到滿足，它們對任何類型反饋振蕩器都是適用的。平衡條件是研究振蕩器的理論基礎，利用振幅平衡條件可以確 定振蕩幅度，利用相位平衡條件可以確定振蕩頻率。 必須指出，這里的 A是指放大器的平均增益。因為振蕩器處于平衡狀態(tài) ， 放大器乙不工作在甲類狀態(tài)，而工作在非線性的甲乙類、乙類或丙類狀態(tài)，所以這時放大器乙不能用小信號甲類狀態(tài)的增益來表示了。 為了使振蕩器在接通直流電源后能夠自動起振，則要求反饋電壓在相位上與放大器輸入電壓同相，在幅度上則要求 UfUi，即 ??? nFA 2?? n=0， 1， 2， … ⑤ 10 ?FA ⑥ 式中， Ao為振蕩
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