【正文】 當(dāng) f=780Khz 時(shí)， U=60mv 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 當(dāng)uH92?L，即反饋系數(shù)5112 ?? LLF時(shí)， 波形圖如下圖所示： 頻譜圖如下圖所示： hz218f K?， ? 頻譜數(shù)據(jù)：當(dāng) f=220Khz 時(shí)， U= 當(dāng) f=600Khz 時(shí)， U=40mv 當(dāng) f=800Khz 時(shí)， U=40mv 結(jié)論：有實(shí)驗(yàn)可知，在L1不變的情況下，電感L2減小，也就是反饋系數(shù)減小，振蕩總電感減小，導(dǎo)致振蕩頻率增加，波形變好，諧波分量數(shù)目減少，諧波分量幅度也在減小，越來(lái)越趨向于正弦波。 電感三點(diǎn)式振蕩電路小信號(hào)模型分析 在高頻等效電路中，流過(guò)電容的電流遠(yuǎn)大于流過(guò)電阻的電流，所以劉國(guó)電阻的電流可以忽略不計(jì)，所以高頻微變等效電路如圖 410 所示。諧振回路的三個(gè)端點(diǎn)分別與晶體管的三個(gè)電極相連，符合三點(diǎn)式振蕩器的組成原則。圖中忽略了大電阻圖中RR bb 21//的作用，與圖 49（ a）相比，顯然滿足三點(diǎn)式振蕩器的相位平衡條件。在高頻交流通路中，因電源Ec處于高江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 頻的電位，由于旁落電容Ce的作用，晶體管發(fā)射極度高 頻來(lái)說(shuō)是與L 2的抽頭相連的。但因?yàn)榉答佅禂?shù)與回路電容有關(guān)，如果用改變回路電容的方法來(lái)調(diào)整振蕩頻率，必將改變反饋系數(shù)，從而影響起振。 電容三點(diǎn)式振蕩器的反饋電壓取自 2，二電容對(duì)晶體管非線性特性產(chǎn)生的高次諧波呈低阻抗，所以反饋電壓中高次諧波分量很少，因而輸出波形好，接近于正弦波。 路的諧振頻率看成電路的振蕩頻率。該振蕩器的振蕩頻率 of 為： 121212o CCf LC C? ?? 反饋系數(shù) F 為： 12CF C? 電容三點(diǎn)式振蕩電路小信號(hào)模型分析 在高頻等效電路中，流過(guò)電容的電流遠(yuǎn)大于流過(guò)電阻的電流，所以流過(guò)電阻的交 流電流可以忽略不計(jì)，所以高頻微變等效電路如圖 46 所示。于是使振蕩器只有在某一頻率時(shí)才能滿足振蕩條件，于是得到單一頻率的振蕩信號(hào)輸出。雖然脈動(dòng)的信號(hào)很微小，通過(guò)電路放大及正反饋使振蕩幅度不斷增大。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 由圖可見(jiàn)：與發(fā)射極連接的兩個(gè)電抗元件為同性質(zhì)的容抗元件 C1和 C2；與基極和集電極連接的為異性質(zhì)的電抗元件 L，根據(jù)前面所述的判別準(zhǔn)則，該電路滿足相位條件。 圖 44 是一電容三點(diǎn)式振蕩器的實(shí)際電路。反饋電壓中高次諧波分量很小，因而輸出波形好，接近正弦波。因此，這種電路適用于固定頻率的振蕩。使 振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。工作頻率可以做得較高，頻率覆蓋范圍較廣，可達(dá)到 幾十 MHz 到幾百 MHz 的甚高頻波段范圍。這是由于反饋電壓取自電容，而電容對(duì)于高次諧波阻抗較小。又稱為電容反饋式振蕩電路或科皮茲式振蕩電路。 。一般用于產(chǎn)生幾十赫茲以下的正弦波。 。又稱為電感反饋式振蕩電路或哈特萊振蕩電路。 三點(diǎn)式振蕩電路的分類及其特點(diǎn) 目前三點(diǎn)式振蕩電路主要分為電感三點(diǎn)式和電容三點(diǎn)式振蕩電路。 綜上所述，三點(diǎn)式振蕩器構(gòu)成的一般原則可歸納為： （ 1）晶體發(fā)射極所借的兩個(gè)電抗元件X1和 2性質(zhì)相同，而不與發(fā)射極相接的電抗元件X3的電抗性質(zhì)與前者相反。為此，諧振回路對(duì)振蕩頻率必須是失諧的。在這種情況下，不同之處僅在于u0和 i不再反相，而是在 ?上附加了一個(gè)相移。這時(shí)，振蕩器的振蕩頻率可以利用諧振回路的諧振頻率來(lái)估計(jì)。如果進(jìn)一步忽三極管的輸入和輸出阻抗，則當(dāng)回路諧振，及?? 0?時(shí)，諧振回路的總阻抗0321 ??? XXX,回路呈純電阻性。 其中圖 41 是電容三點(diǎn)式振蕩器，圖 42 是電感三點(diǎn)式振蕩器。三點(diǎn)式振蕩器電路用電容耦合或自耦變壓器耦合代替互感耦合 , 可以克服互感耦合振蕩器振蕩頻率低的缺點(diǎn) , 是一種廣泛應(yīng)用的振蕩電路。 結(jié)論：有實(shí)驗(yàn)可知，在 2不變的情況下，圈數(shù)M1增加，也就是反饋系數(shù)減小，振蕩電感增大，導(dǎo)致，振蕩頻率 增加，波形變好，諧波分量數(shù)目減少，諧波分量幅度也在減小，越來(lái)越趨向于正弦波。 圖 34 如圖所示：輸入部分阻抗為rbejw?，所以輸入電壓為irU bbe0 jw ??? 輸出部分阻抗為jwCL 1//jw,輸出i bi jw 1//jwL( ??? ）C 所以電壓放大倍數(shù)為??? ）（ jwC1//jwL?A ）rbejw( 反饋系數(shù)：LF 12? 該振蕩電路的振蕩頻率是由選頻網(wǎng)絡(luò)決定的，即由 C 與 L1決定 的 LC?21f0 ? R1b 1b rbe ib? C L1 L2 R1b 2b e 5v 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 變壓器反饋式振蕩電路的仿真 仿真電路圖如圖 35 所示 圖 35 仿真結(jié)果： 一、仿真波形 二、仿真頻譜 變壓器反饋式振蕩電路的實(shí)驗(yàn) 如圖所示?? k121bR，?? ，? 001eR，nF47bC，10e? 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 ?C,uH3501 ?L， L2 有 1 圈。 變壓器反饋式振蕩電路的直流通路如圖 33所示。而且判斷時(shí)應(yīng)當(dāng)注意：研究放大狀態(tài)時(shí)是分析振蕩電路的直流狀態(tài)，而不是交流電路 狀態(tài)。且輸出波形不太好。同時(shí)，耦合系數(shù) M 要選擇合適， 才能滿足起振條件。反饋電路是由變壓器線圈之間的互感耦合形成的。 諧振回路 C 可以采用可變電容器，這樣就使得調(diào)節(jié)頻率方便。圖 32 是其交流通路。 第三章 變壓器反饋式振蕩電路的仿真和實(shí)驗(yàn) 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 變壓器反饋式振蕩電路的簡(jiǎn)介 變壓器反饋式振蕩電路，又稱互感耦合振蕩 電路，它是利用變壓器耦合獲得適量的正反饋來(lái)實(shí)現(xiàn)自激振蕩的。 第三，環(huán)路增益的相位在振蕩頻率點(diǎn)因?yàn)?2π的整數(shù)倍，也就是說(shuō)環(huán)路應(yīng)為正反饋。 第二， 想要使得振蕩電路能自行振蕩起來(lái)，就必須 滿足 |??FA|1 的條件，這樣，在接通電源后，振蕩電路就有可能自行起振，最后達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，趨于穩(wěn)定平衡。即 |sf |ff|smax?時(shí)間間隔 應(yīng)該指出，在準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度兩個(gè)指標(biāo)中，穩(wěn)定度更為重要。通常也有兩 種表示方法，即絕度頻率穩(wěn)定度和相對(duì)頻率穩(wěn)定度。 影響頻率穩(wěn)定度的主要因素有溫度變化、電源電壓變化、電感和電容性能以及負(fù)載阻抗的變化 . ?????????2,1,021)(nnKFjTFKT ?????0??? ? iAi UUiUK1)()()( ?? ??? jFjKjT江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 頻率準(zhǔn)確度又稱頻率精度，是指振蕩器實(shí)際工作頻率 f與標(biāo)稱頻率fs之間的偏差，分為絕對(duì)頻率準(zhǔn)確度和相對(duì)頻率準(zhǔn)確度。具體來(lái)說(shuō) , 在平衡點(diǎn) ω=ω0 附近 , 當(dāng)不穩(wěn)定因素使瞬時(shí)角頻率 ω 增大時(shí) , 相頻特性 φT（ ω0）應(yīng)產(chǎn)生一個(gè) Δφ, 從而產(chǎn)生一個(gè) Δω, 使瞬時(shí)角頻率 ω減小。 由于瞬時(shí)角頻率是瞬時(shí)相位的導(dǎo)數(shù) , 所以瞬 時(shí)角頻率也將隨著發(fā)生變化。 在振蕩器工作時(shí) , 某些不穩(wěn)定因素可能破壞這一平衡條件。具體來(lái)說(shuō)，就是在平衡點(diǎn)附近，當(dāng)不穩(wěn)定因素使振幅增大時(shí)，環(huán)路增益將減小，從而使振幅減小。 (3)穩(wěn)定條件 振蕩器的穩(wěn)定條件分為振幅穩(wěn)定條件和相位穩(wěn)定條件。 (2)平衡條件 振蕩器的平衡條件即為 也可以表示為 即為振幅平衡條件和相位平衡條件。振蕩開(kāi)始時(shí)激勵(lì)信號(hào)很弱，為使振蕩過(guò)程中輸出幅度不斷 增加，應(yīng)使反饋回來(lái)的信號(hào)比輸入到放大器的信號(hào)大，即振蕩開(kāi)始時(shí)應(yīng)為增幅振蕩。 選頻網(wǎng)絡(luò)可與放大器相結(jié)合構(gòu)成選頻放大器，也可與選頻網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合構(gòu)成選頻反饋網(wǎng)絡(luò)。若此時(shí)除去外加信號(hào)，將開(kāi)關(guān)由 1 端轉(zhuǎn)接到 2 端，使放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，那么，在沒(méi)有外加信號(hào)的情況下，輸出端仍可維持一定幅度的電壓oU輸出，從而實(shí)現(xiàn)了自激振蕩的目的。圖 。 振蕩的原理 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 反饋型振蕩器是通過(guò)正反饋聯(lián)接方式實(shí)現(xiàn)等幅正弦振蕩的電路。 LC 振蕩電路的工作原理 振蕩的建立過(guò)程 當(dāng)接通電源時(shí)，回路內(nèi)的各種電擾動(dòng)信號(hào)經(jīng)選頻網(wǎng)絡(luò)選頻后，將其中某一頻率的信號(hào)反饋到輸入端，再經(jīng)放大 → 反饋 → 放大 → 反饋的循環(huán)，該信號(hào)的幅度不斷增大，振蕩由小到大建立起來(lái)。 在反饋振蕩器中， LC 并聯(lián)諧振回路是最基本的選頻網(wǎng)絡(luò)，本文討論的是就是由這樣一個(gè)選頻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的振蕩網(wǎng)絡(luò)。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第二章 LC 振蕩電路的設(shè)計(jì)要求及工作原理 LC 振蕩電路的設(shè)計(jì)要求 本節(jié)主要 研究幾種振蕩電路之間的特性（ 互感耦合 LC 振蕩電路；電容三點(diǎn)式 LC振蕩電路；電感三點(diǎn)式 LC 振蕩電路；克拉珀振蕩電路；西勒振蕩電路 ） ,然后再加以比較 。尤其與 EWB 不同的是：所有儀器均可多臺(tái)同時(shí)調(diào)用。仿真失敗時(shí)會(huì)顯示出錯(cuò)信息、提示可能出錯(cuò)的原因，仿真結(jié)果可隨時(shí)儲(chǔ)存和打印。 (2)豐富的元器件庫(kù)： Multisim 大大擴(kuò)充了 EWB 的元器件庫(kù)， 包括基本元件、半江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 導(dǎo)體器件、運(yùn)算放大器、 TTL 和 CMOS 數(shù)字 IC、 DAC、 ADC 及其他各種部件，且用戶可通過(guò)元件編輯器自行創(chuàng)建或修改所需元件模型，還可通過(guò) liT 公司網(wǎng)站或其代理商獲得元件模型的擴(kuò)充和更新服務(wù)。學(xué)生可以很方便地把剛剛學(xué)到的理論知識(shí)用計(jì)算機(jī)仿真真實(shí)的再現(xiàn)出來(lái)，并且可以用虛擬儀器技術(shù)創(chuàng)造出真正屬于自己的儀表。 它是在 Windows 下運(yùn)行的個(gè)人電子設(shè)計(jì) 與仿真軟件 工具， Multisim 擁有 一個(gè) 比較 完整的集成化設(shè)計(jì)環(huán)境。 研究的問(wèn)題 互感耦合是不是等于電感三點(diǎn)式，其中有沒(méi)有差異？ 電感三點(diǎn)式可不可以做到使輸出波形好？ 電 容三點(diǎn)式可不可以做到容易起振？ 本課題主要研究?jī)?nèi)容 本課題主要研究?jī)?nèi)容有四個(gè)： 第一，理解 LC 振蕩電路的構(gòu)成及其工作原理； 第二，理解不同類型的振蕩電路的優(yōu)缺點(diǎn)； 掌握不同振蕩電路的改進(jìn)方法； 第三，從仿真和實(shí)驗(yàn)兩方面探索 LC 振蕩電路； 第四，設(shè)計(jì)制作一個(gè)小功率（ Po20mw）頻率高于 100MHz 的無(wú)線發(fā)射器和設(shè)計(jì)制 作一個(gè)波型好易起振頻率覆蓋寬的 LC 振蕩器，頻率范圍 可調(diào)， 輸出幅度 可調(diào)。 克拉潑電路是電容三點(diǎn)式的改進(jìn)電路，它克服了電容三點(diǎn)式振蕩電路的頻率穩(wěn)定度不高的特點(diǎn)，但是可以調(diào)節(jié)的頻率范圍不夠?qū)挕? 電容三點(diǎn)式振蕩電路輸出波形好，接近于正弦波，能夠振蕩的最高頻率通常較高，但是不能用改變電容的方法來(lái)調(diào)整振蕩頻率，且不容易起振。不過(guò)這只是理想情況，實(shí)際上所有電子元件都會(huì)有損耗，能量在電容跟電感之間互相轉(zhuǎn)化的過(guò)程中是有損耗的，能量會(huì)不斷減小，所以 LC 振蕩電路需要一個(gè)放大元件，要么是三極管，要么是集成運(yùn)放等數(shù)電 IC，本文選用利用 9018 三極管這個(gè)放大元件，通過(guò)放大輸入信號(hào)得到的輸出信號(hào)在反饋給輸 入，從而達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，使得振蕩能夠一直持續(xù)下去。常見(jiàn)的 LC 正弦波振蕩電路有變壓器反饋式 LC 振蕩電路 、電感三點(diǎn)式 LC 振蕩電路和電容三點(diǎn)式 LC 振蕩電路，它們的選頻網(wǎng)絡(luò)采用 LC 并聯(lián)諧振回路。 江蘇科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)者要更加理解三點(diǎn)式振蕩器的組成原則、常用電路和改進(jìn)型電路的識(shí)別、畫(huà)交流等效電路圖及應(yīng)用范圍；還要掌握實(shí)用 振蕩 電路的分析和參數(shù)計(jì)算，電路的設(shè)計(jì)和調(diào)試，明確了各種類型振蕩器的優(yōu)缺點(diǎn)和使用場(chǎng)合。 設(shè)計(jì)的要求和目的 具較扎實(shí)的電子電路的理論知識(shí)及較強(qiáng)的實(shí)踐能力；對(duì)電路器件的選型及電路形式的選擇有一定的了解；具備高頻電子電路的基本設(shè)計(jì)能力及基本調(diào)試能力；能夠正確使用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行電路的調(diào)試與檢測(cè)培養(yǎng)較為扎實(shí)的電子電路的理論知識(shí)及較強(qiáng)的實(shí)踐能力；加深對(duì)電路形式的選擇的了解；提高高頻電子電路的基本設(shè)計(jì)能力及基本調(diào)試能力；強(qiáng)化 使用實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行電路的調(diào)試檢測(cè)能力。 正弦波是電子技術(shù)、通信和電子測(cè)量等領(lǐng)