5.3.2 三点式振荡电路
定义：三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的反馈型振荡器。
三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。
1、三点式振荡器的构成原则
图5 —20 三点式振荡器的原理图
图5 —20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件
be ce bc X X X 、和构成了决定振荡频率的并联谐振回路。
要产生振荡，对谐振网络的要求：？
必须满足谐振回路的总电抗0be ce bc X X X ++=，回路呈现纯阻
性。
反馈电压f u 作为输入加在晶体管的b 、e 极，输出o u
加在晶体管的c 、e 之间，共射组态为反相放大器，放大
器的的输出电压o u 与输入电压i u （即f u
）反相，而反馈
电压f u 又是o u 在bc X 、be X 支路中分配在be X 上的电压。
要满足正反馈，必须有 ()be be f o o be bc ce X X X X X u u u ==-+
（5.3.1）
为了满足相位平衡条件，f u 和o u 必须反相，由式（5.3.1）可知必有0be ce X X >成立，即
be X 和ce X 必须是同性质电抗，而
()bc be ce X X X =-+必为异性电抗。
综上所述，三点式振荡器构成的一般原则：
（1） 为满足相位平衡条件，与晶体管发射极相连
的两个电抗元件be X 、ce X 必须为同性，
而不与发射极相连的电抗元件bc
X 的电
抗性质与前者相反，概括起来“射同基
反”。此构成原则同样适用于场效应管电路，对应
的有“源同栅反”。 （2） 振荡器的振荡频率可利用谐振回路的谐振频率来估
算。
若与发射极相连的两个电抗元件be X 、ce
X 为容性的，称为电容三点式振荡器，也称为考比兹振荡器(Colpitts)，如图5 —21（a ）所示；
若与发射极相连的两个电抗元件be X 、ce
X 为
感性的，称为电感三点式振荡器，也称为哈特莱振荡器(Hartley)，如图5 —21（b ）所示。
图5 —21 电容三点式与电感三点式振荡器电路原理图
三点式振荡器的性能分析
1电容三点式振荡器—考毕兹（Colpitts ）振荡器
图1给出两种电容三点式振荡器电路。图中12b b R R 、和e R 为
分压式偏置电阻，
图1 电容三点式振荡器电路
图（a ）电路中，三极管发射极通过E C 交流接地，是共射组态；
图（b ）电路中，三极管基极通过b C 交流接地，是共基组态。
组态不同，但都满足“射同基反”的构成原则，即与发射极
相连的两个电抗性质相同，不与发射极相连的是性质相异的
电抗。
高频耦合和旁路电容(b c C C 、和E C )对于高频振荡信号可近似
认为短路，旁路和耦合电容的容值至少要比回路电容值大一
个数量级以上。
12L C C 、和构成并联谐振回路，12C C 和称为回路电容(也工作电
容)。
2电容三点式振荡器电路的起振条件
以图5 —22（b）所示共基组态的电容三点式电路为例分析起振条件。
(a)高频交流等效电路
画高频振荡回路之前应仔细分析每个电容与电感的作用，应处理好以下问题：
画高频振荡回路时，小电容是工作电容, 大电容是耦合电容或旁路电容, 小电感是工作电感, 大电感是高频扼流圈。画等效电路时保留工作电容与工作电感, 将耦合电容与旁路电容短路, 高频扼流圈开路, 直流电源与地短路,通常高频振荡回路是用于分析振荡频率的，一般不需画出偏置电阻。
判断工作电容和工作电感, 一是根据参数值大小。电路中数值最小的电容(电感)和与其处于同一数量级的电容(电感)均被视为工作电容(电感), 耦合电容与旁路电容的数值往往要大于工作电容几十倍以上, 高频扼流圈的电感数值远远大于工作电感；
二是根据所处的位置。
旁路电容分别与晶体管的电极和交流地相连，旁路电容对偏置电阻起旁路作用；
耦合电容通常在振荡器负载和晶体管电路之间，起到高频信号耦合及隔直流作用。
这两种电容对高频信号都近似为短路。
工作电容与工作电感是按照振荡器组成法则设置的。
高频扼流圈对直流和低频信号提供通路, 对高频信号起阻
隔作用。
图1（b ）的交流等效电路
图5 —24（a ）电容三点式交流等效电路
(b) 起振条件和振荡频率
起振条件包括振幅条件和相位条件。
起振的相位条件已由“射同基反”满足。
判断能否起振要解决的关键问题就是推出反馈放大器的环
路增益)(ωj T 。
()()()T j osc T j AF T e ?ωωω== 。 振荡器起振的振幅条件()1OSC T A F AF ω==>
推导环路增益)(ωj T 时，需将闭合环路断开。断开点的选择并
不影响)(ωj T 表达式的推导，断开点的选择一般以便于分
析为准则，通常选择在输入端，
① 环路断开后的等效电路（在这部分将给出一系列推导
)(ωj T 的等效电路）
本题在图5 —24所示的×处断开，断开点的右面加环路的输
入电压i V ，断开点的左面应接入自左向右看进去的输入阻抗
i Z ，如下图（a ）所示。
图中eo R 是并联谐振回路12L C C 、和的谐振电阻，
00e osc R LQ ω≈，式中0Q 为回路固有品质因素。
可见由断开处向右看进去的输入阻抗
'////i e e b e Z R r j C ω=
②将共基组态的晶体管用混合π型等效电路表示。
当振荡频率远小于管子的特征频率
T f 时，可忽略'ce bb r r 、和'b c C ，得到如图5 —25（b ）所示的晶体管等效电路。
③可画出断开环路后的等效电路如下图（c ）所示。
图中虚线框内是晶体管共基极组态的简化等效电路,
e r 为共基放大器的输入电阻,
(1)(5.3.2 1b e e b e e r r r r ββ''=?=++）
b e r '为发射结电阻，β为共射组态时晶体管的低频放大倍
数。因为在放大区，发射结总是正偏的，所以，b e r '通常很小，一般在几百欧以下。=,(1)m b e m e g r g r βββ'=+而
11,()26mv =()
m C e
e EQ g g r r I mA β>>∴≈Ω 跨导而共基放大器的输入电阻 （） 将输出回路的等效电路简化为如图5 —25（d ），以便求出基本放大器的增益A 和反馈系数F ，最终得到环路增益
()OSC T ω。图中2
2b e C C C ''=+，输入阻抗i Z 对谐振回路的接入系数
1'
22C n C C =+，
1f f V V n
'= 通常e e r R <<，所以有2211(//)e e e e r r R r n n '=≈
由图5 —25（d ）可简化为图（e ），
图中的电导 L
i G g g ''=+ 其中1L L
g R '=' '21i i e g n g r ==' 0//L L e R R R '= 图中的电纳 1B C L ωω=-
式中 12121212
C C C C C C C C C '=≈'++（其中222b e C C C C ''=+≈）
由图（e ）可知 m i f g V V G jB '=+ =?（电压电流电阻）
d f f
f
V nV V '=' 而其中为集电极回路两端的电压，如图（）所示反馈系数 112C F n C C ==+
环路增益
'()1()f f o m m i o i L i V V V ng ng T j A F V V V G jB g g j C L
ωωω=====+'++- 当回路发生谐振时，()T j ω分母的虚部为零，即可得到振荡器的振荡角频率为：
1osc ω= （5.3.3） 令()1T ω>，即可求得振幅起振的条件：
'()1m osc L
i ng T AF g g ω==>'+ （5.3.4） 上式可改写为211()m L i L
i g g n g g ng n n ''>+=+ （5.3.5 a ） 或 21m L
i g n g n g >'+ （5.3.5 b ）
由图5 —25（c ）可知，2i n g 是i g 经电容分压器折算集电极
输出回路上的电导值。
谐振回路谐振时，集电极输出回路的总电导为2L
i g n g '+，回路谐振时，放大器的电压增益A
2()m
L i g g n g '+，n 是接入系数，也就是反馈系数。
如何设置电路参数，满足振幅起振条件？
由式（5.3.5 b ）可知，要满足振幅起振条件应增大
A 和F ，但增大F （F n =），2i n g 也随之增大，必将造成A 减小；反之，减小F ，虽能提高A ，但不能增大()osc T ω，因此要使()osc T ω较大，必须合理选择F 值。一般要求
()osc T ω为3～5，F 的取值一般为1182 。另外，提
高三极管集电极电流CQ I ，可增大m g ，从而提高A ，但
是CQ I 不宜过大，否则，1()i m e
g g r ≈=会过大，造成回路有载品质因数过低，影响振荡频率稳定度。一般CQ I 取值15mA 。通常选用5T osc f f >，1L R K >Ω，反馈
系数
F取值适当，一般都能满足振幅起振条件。
（3）工程估算法求起振条件和谐振频率
通过上述分析可知，采用工程估算法，可大大简化起振条件的分析。现将基本步骤归纳如下：
①选择断开点，画出推导()
T jω的高频等效电路；
②求出谐振回路的
osc
ω（近似由谐振回路决定）；
③将输入阻抗中部分接入电阻折算到集电极输出回路中。
求出谐振回路谐振时基本放大器的增益A和反馈系数F
（通常就是接入系数n），便可得到振幅起振条件；其中
A=输出电压输入电导
＝
输入电压输出回路电导，
f
o
V
F
V
=
反馈电压
＝
输出电压
3 电感三点式振荡器—哈特莱（Hartely）振荡器
图5 —26电感三点式振荡器电路
图（a）中，三极管发射极通过
E
C交流接地，是共射组态；
图（b）中，三极管基极通过
B
C交流接地，是共基组态。
尽管两个振荡电路的组态不同，但都满足“射同基反”的构成原则，即与发射极相连的两个电抗性质相同，不与发射极相连的是性质相异的电抗。
电路简单分析：图中12B B R R 、和E R 为分压式偏置电阻，
B c
C C 、和E C 为高频耦合和旁路电容，对于高频振荡信号可近似认为短路，c R 为集电极限流电阻，L R 为输出负载电阻，12C L L 、和构成并联谐振回路。
电感三点式振荡器电路的起振条件
前面电容三点式振荡器是以共基组态为例进行分析的，
电感三点式将以图5 —26（a ）所示共射组态为例分析
因电感三点式振荡器应用较少，尤其在集成电路中更为少见，故只对其进行简单分析，给出一些结论作为参考。
（a ）交流等效电路
图5 —27共射电感三点式交流等效电路
(b) 起振条件和振荡频率
共射组态的晶体管的等效电路
将共射组态的晶体管用Y 参数等效电路表示。当振荡频率远小于管子的特征频率T f 时，可忽略晶体管正向传输导纳的
相移，fe y 可近似等于晶体管的跨导m g ，电路中忽略了
晶体管的内部反馈，即0re y ，不考虑晶体管输入和输出电容的影响，得共射组态的晶体管用Y 参数等效电路
图5 —28（a ）给出高频微变等效电路。
图5 —28（b ）为断开环路后的等效电路，
图中虚线框内是晶体管共射极组态的简化等效电路,
ie g 为共射放大器的输入电导，
oe g 为输出电导，
''0()L L L g g g g =+为输出负载回路等效电导，
其中0g 为谐振回路谐振电导。
振荡电路的反馈系数
2121f o V L M F L L V L M +==+反馈电压＝（与之间有互感）输出电压
2121L F L L L =（与之间无互感）
F 取值过小，不易起振；F 过大，管子的输入阻抗会对谐振回路的Q 值及频率稳定性产生不良影响，并使振荡波形失真，严重时致使电路无法起振。为了兼顾振荡的起振条件
和各项质量指标，通常取11
82 。
放大器增益的幅值
o m i V g A V g ∑==输出电压＝输入电压
其中
2oe L ie g g g n g ∑'=++ n 为接入系数，其值等于反馈系数。
振幅起振条件 1AF >，
即 21m m oe L
ie g g AF n n g g g n g ∑==>'++ 上式可改写为
1()m ie oe L g ng g g n
'>++ （5.3.6） 振荡频率的近似计算式为
1
osc ω=
（5.3.7） 式中12122L L L M
M L L =++为与的互感。
4 三点式振荡器性能比较
电容三点式的优点 由于反馈电压取自电容，而电容对晶体管的非线性产生的高次谐波呈现低阻抗，能有效地滤除高次谐波，因而输出波形
好。晶体管的极间电容与回路电容并联，可并入回路电容中考虑。若直接用极间电容代替回路电容，工作频率可大大提高。
其缺点是反馈系数与回路电容有关。如果用改变电容的方法来调整振荡频率，将改变反馈系数，甚至可能造成电路停振。电感三点式是通过改变电容的来调整频率，基本上不会影响反馈系数F。但是电路能够振荡的最高频率较低，因为电感三点式电路中，晶体管的极间电容与回路电感并联，高频工作时，可能会改变支路电抗特性，破坏相位平衡条件而无法振荡。另外，由于反馈电压取自电感，而电感线圈对高次谐波呈高阻抗，使输出中含有较大的谐波电压，导致输出波形失真较大，波形较差。
5克拉泼（Clapp）振荡电路
因为考比兹(Colpitts)振荡器存在不足，有必要对其进行改进，所以产生了——克拉泼（Clapp）振荡电路
考比兹(Colpitts)振荡器虽然有电路简单，波形好的优点，在许多场合得到应用，但从提高振荡器频率稳定性的角度考虑，电容三点式振荡器存在以下需要完善的不足之处。
原因：晶体管的极间电容直接和谐振回路电抗元件并联，极间电容（即结电容）是随环境温度、电源电压和电流变化的不稳定参数，它的变化会导致谐振回路谐振频率的变化，因为振荡器的振荡频率基本上由谐振回路的谐振频率决定，回
路谐振频率的不稳定，将直接影响振荡器频率的稳定性。
结果：三点式振荡电路的频率稳定性不高。一般在3
10-量级，为提高频率稳定度，必须设法减小晶体管极间电容的不稳定性对振荡器频率稳定度的影响，
改进的方法：串联改进型电容三点式振荡器—克拉泼（Clapp ）振荡电路。图5 —28克拉泼振荡电路
图（a ）给出克拉泼振荡器的实用电路，
与普通电容三点式(Colpitts)电路相比，其区别仅在于b-c 间的电感支路串入一个小电容3C ，满足
3132,C C C C <<<<，这就是串联改进型电路命名的来由。
图（b）是其高频等效电路。
①克拉泼振荡电路的组态：
图中输入端（反馈接入端）与发射极相连，输出回路与集电
C接地，所以电路为共基组态。极相连，基极通过旁路电容b
②用于分析振荡频率的简化等效电路图5 —29
5.3.2 三点式振荡电路 定义：三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的反馈型振荡器。 三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。 1、三点式振荡器的构成原则 图5 —20 三点式振荡器的原理图 图5 —20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件
be ce bc X X X 、和构成了决定振荡频率的并联谐振回路。 要产生振荡，对谐振网络的要求：？ 必须满足谐振回路的总电抗0be ce bc X X X ++=，回路呈现纯阻 性。 反馈电压f u 作为输入加在晶体管的b 、e 极，输出o u 加在晶体管的c 、e 之间，共射组态为反相放大器，放大 器的的输出电压o u 与输入电压i u （即f u ）反相，而反馈 电压f u 又是o u 在bc X 、be X 支路中分配在be X 上的电压。 要满足正反馈，必须有 ()be be f o o be bc ce X X X X X u u u ==-+ （5.3.1） 为了满足相位平衡条件，f u 和o u 必须反相，由式（5.3.1）可知必有0be ce X X >成立，即 be X 和ce X 必须是同性质电抗，而 ()bc be ce X X X =-+必为异性电抗。 综上所述，三点式振荡器构成的一般原则： （1） 为满足相位平衡条件，与晶体管发射极相连
的两个电抗元件be X 、ce X 必须为同性， 而不与发射极相连的电抗元件bc X 的电 抗性质与前者相反，概括起来“射同基 反”。此构成原则同样适用于场效应管电路，对应 的有“源同栅反”。 （2） 振荡器的振荡频率可利用谐振回路的谐振频率来估 算。 若与发射极相连的两个电抗元件be X 、ce X 为容性的，称为电容三点式振荡器，也称为考比兹振荡器(Colpitts)，如图5 —21（a ）所示； 若与发射极相连的两个电抗元件be X 、ce X 为 感性的，称为电感三点式振荡器，也称为哈特莱振荡器(Hartley)，如图5 —21（b ）所示。 图5 —21 电容三点式与电感三点式振荡器电路原理图
目录 引言 (1) 1设计要求 (1) 2设计构思及理论 (1) 2.1设计思路 (1) 2.2设计构思的理论依据 (3) 3系统电路的设计及原理说明 (4) 3.1系统框图及说明 (4) 3.2电路设计说明 (5) 3.3关键元器件的介绍 (5) 4仿真验证叙述及效果分析 (5) 4.1仿真电路 (5) 4.2仿真运行结果 (6) 5工程设计 (6) 6制作（特点）叙述 (7) 7调试测试分析 (7) 8结束语 (7) 谢辞 (9) 参考文献 (10) 附图 (11)
引言 三点式振荡电路是指电容或电感（反馈部分）的3个段分别接晶体管的三个极，故称为三点式振荡电路。目前三点式振荡电路主要分为电感三点式和电容三点式振荡电路。电感三点式振荡电路是指原边线圈的3个段分别接在晶体管的3个极。又称为电感反馈式振荡电路或哈特莱振荡电路。本次试验采用共基放大电路与电感三点式震荡回路结合成基本振荡器，再在后级加个共基放大电路来带动负载，并利用电容和电感的特性来改善输出波形。其特点是： 1.易起振。 2.调节频率方便。采用可变电容可获得较宽的频率调节范围，一般用于产生几十兆赫兹以下的正弦波。 3.输出波形较差。 1 设计要求 （1）要实现的功能：设计一个电感三点式振荡器，产生10MHz的震荡频率，并能带动620欧的负载。 （2）要求达到的技术指标：振荡频率f 0=10MHz，输出频率电压U ≥0.5V pp /620欧； 输出波形为正弦波（无明显失真）；供电电压V cc =12V。 （3）完成要求：设计与制作可供实际检测的实物样品，并且按要求完成课程设计报告。 2 设计构思及理论 2.1 设计思路 要设计一个电感三点式振荡电路，可以有几个电容和电感还有一个三极管和一个后级放大电路来达到要求。用改变电容的方法来调整震荡频率，方便调试而不会影响反馈系数，可以是波形输出更加稳定而没有明显的失真现象。但是为了达到输出频率电压技术指标，加一个共基放大电路，提高输出电压幅度。 1.电路组成 如图所示为电感三点式振荡电路的原理图。这种电路的LC并联谐振电路中的电感有首端、中间抽头和尾端三个端点，分别与放大器件的集电极、发射极（地）和基极相 连，反馈信号取自电感L 2 上的电压，因此，习惯上将图1所示电路称为电感三点式LC 振荡电路。
北方民族大学课程设计报告 院（部、中心）电气信息工程学院 姓名郭佳学号 21000065 专业通信工程班级 1 同组人员 课程名称通信电路课程设计 设计题目名称 500KHz电容三点式LC正弦波振荡器的设计起止时间2013.3.4——2013.4.28 成绩 指导教师签名 北方民族大学教务处制
摘要 本次课设介绍了电容三点式高频振荡电路的设计方法，反馈振荡器的原理和分析以及电容三点式电路参数的计算，并利用其它相关电路为辅助工具来调试放大电路，解决了放大电路中经常出现的自激振荡问题和难以准确的调谐问题。同时也给出了具体的理论依据和调试方案，从而实现了快速、有效的分析和制作，振荡器电路。并以500KHz的振荡器为例，利用multisim制作仿真的模型。 关键字：电容三点式振荡仿真
目录 目录 (3) 1、概述 (4) 2、三点式电容振荡器 (5) 2.1 反馈振荡器的原理和分析 (5) 2.2 电容三点式参数 (6) 2.3设计要求 (8) 3、电路设计 (8) 4 、调试与总结 (10) 1 仿真 (10) 2、总结： (11) 5、心得体会 (11)
1、概述 振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。 一个振荡器必须包括三部分：放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的，只有这样才能使振荡维持下去。选频网络则只允许某个特定频率 f 能通过，使振荡器产生单一频率的输出。 振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的；一个 是反馈电压 U f 和输入电压 U i 要相等，这是振幅平衡条件。二是U f 和U i 必 须相位相同，这是相位平衡条件，也就是说必须保证是正反馈。一般情况下，振幅平衡条件往往容易做到，所以在判断一个振荡电路能否振荡，主要是看它的相位平衡条件是否成立。 振荡器的用途十分广泛，它是无线电发送设备的心脏部分，也是超外差式接收机的主要部分各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心部分都离不开正弦波振荡器。功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。 正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。能够产生正弦波的电路称为正弦波振荡器。通常，按工作原理的不同，正弦振荡器分为反馈型和负载型两种，前者应用更为广泛。在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。
电容三点式振荡电路的分析与仿真 摘要：自激式振荡器是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、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，本设计采用的是电容三点式振荡器。 关键词：电容三点式、multisim、振荡器 引言：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的波形，振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器，就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器，在这种电路中，负阻所起的作用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路，有变压器反馈式振荡电路，电感三点式振荡电路，电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路。
设计原理： 1、电容三点式振荡电路 （1）线路特点 电容三点式振荡器的基本电路如图（1）所示。与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C2和C3；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L。它的反馈电压是由电容C3上获得，晶体管的三个电极分别与回路电容的三个端点相连接，故称之为电容反馈三端式振荡器。电路中集电极和基极均采取并联馈电方式。C7为隔直电容。 图（1） （2）起振条件和振荡频率 由图可以看出，反馈电压与输入电压同相，满足相位起振条件，这时可以调整反馈系数F，使之满足A0F>1就可以起振。
三点式正弦波振荡器 一、实验目的 1、 掌握三点式正弦波振荡器电路的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计 算。 2、 通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影 响。 3、 研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。 二、实验内容 1、 熟悉振荡器模块各元件及其作用。 2、 进行LC 振荡器波段工作研究。 3、 研究LC 振荡器中静态工作点、反馈系数以及负载对振荡器的影响。 4、 测试LC 振荡器的频率稳定度。 三、实验仪器 1、模块 3 1块 2、频率计模块 1块 3、双踪示波器 1台 4、万用表 1块 四、基本原理 实验原理图见下页图1。 将开关S 1的1拨下2拨上， S2全部断开，由晶体管N1和C 3、C 10、C 11、C4、CC1、L1构成电容反馈三点式振荡器的改进型振荡器——西勒振荡器，电容CCI 可用来改变振荡频率。 ) 14(121 0CC C L f += π 振荡器的频率约为4.5MHz （计算振荡频率可调范围） 振荡电路反馈系数 F= 32.0470 220220 3311≈+=+C C C 振荡器输出通过耦合电容C 5（10P ）加到由N2组成的射极跟随器的输入端，因C 5容量很小，再加上射随器的输入阻抗很高，可以减小负载对振荡器的影响。射随器输出信号经
N3调谐放大，再经变压器耦合从P1输出。 图1 正弦波振荡器（4.5MHz ） 五、实验步骤 1、根据图1在实验板上找到振荡器各零件的位置并熟悉各元件的作用。 2、研究振荡器静态工作点对振荡幅度的影响。 （1）将开关S1拨为“01”，S2拨为“00”，构成LC 振荡器。 （2）改变上偏置电位器W1，记下N1发射极电流I eo (=11 R V e ，R11=1K)（将万用表红 表笔接TP2，黑表笔接地测量V e ），并用示波测量对应点TP4的振荡幅度V P-P ，填于表1中，分析输出振荡电压和振荡管静态工作点的关系，测量值记于表2中。 3、测量振荡器输出频率范围 将频率计接于P1处，改变CC1，用示波器从TP8观察波形及输出频率的变化情况，记录最高频率和最低频率填于表3中。 六、实验结果 1、步骤2振荡幅度V P-P 见表1.
摘要 弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，本设计采用的是电容三点式振荡器的两种改进型振荡器之一的西勒振荡器。其具有输出波形好、工作频率高、改变电容调节频率时不影响反馈系数等优点，适用于宽波段、频率可调的场合。西勒振荡器由起能量控制作用的放大器、将输出信号送回到输入端的正反馈网络以及决定振荡频率的选频网络组成。但没有输入激励信号，而是由本身的正反馈信号来代替。当振荡器接通电源后，即开始有瞬变电流产生，经不断地对它进行放大、选频、反馈、再放大等多次循环，最终形成自激振荡，把输出信号的一部分再回送到输入端做输入信号，从而就会产生一定频率的正弦波信号输出。西勒振荡器广泛应用于各种电子设备中，特别是在通信系统中起着重要作用。它是无线电发送设备的心脏部分，也是超外差式接收机的主要部分；各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心部分都离不开正弦波振荡器；并在自动控制装置和医疗设备等许多技术领域也得到了广泛的应用 关键词：电容三点式、西勒电路、mulsitis
1 设计原理 1.1电路选取 不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的波形，振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器，就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器，在这种电路中，负阻所起的作用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路，有变压器反馈式振荡电路，电感三点式振荡电路，电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路，有与电容三点式振荡电路有一些缺陷，通过改进，得到了西勒振荡器。 1.2 电容三点式振荡器 电容三点式振荡器的基本电路如图1-3所示 图1-1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C 1和C 2 ；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，于是得到单一频率的振 荡信号输出。该振荡器的振荡频率o f为：
课程设计报告 课题名称 _____通信电子线路课程设计_ 学院电子信息学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师
目录 摘要................................................... I 1绪论. (1) 2正弦波振荡器 (2) 2.1 反馈振荡器产生振荡的原因及其工作原理 (2) 2.2平衡条件 (3) 2.3起振条件 (3) 2.4稳定条件 (4) 3电感三点式振荡器 (5) 3.1三点式振荡器的组成原则 (5) 3.2电感三点式振荡器 (5) 3.3 振荡器设计的模块分析 (6) 4 仿真与制作 (11) 4.1仿真 . (11) 4.2分析调试 (13) 5 心得体会...................................13= 参考文献 (14)
摘要 反馈振荡器是一种常用的正弦波振荡器，主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成。按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。本文介绍了高频电感三点式振荡器电路的原理及设计，电感三点式容易起振，调整频率方便，变电容而不影响反馈系数。 正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用。例如，无线发射机中的载波信号源，接收设备中的本地振荡信号源，各种测量仪器如信号发生器、频率计、fT测试仪中的核心部分以及自动控制环节，都离不开正弦波振荡器。根据所产生的波形不同，可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波，后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。 本文将简单介绍一种利用一款名为Multisim 11.0的软件作为电路设计的仿真软件，电容电感以及其他电子器件构成的高频电感三点式正弦波振荡器。电路中采用了晶体三极管作为电路的放大器，电路的额定电源电压为5.0 V，电流为1~3 mA，电路可输出输出频率为8 MHz（该频率具有较大的变化围）。 关键词：高频、电感、振荡器
课程设计报告 课题名称_____通信电子线路课程设计_ 学院电子信息学院 专业 班级 学号 姓名 指导教师
目录 摘要 ............................................................................................ I 1绪论.. (1) 2正弦波振荡器 (2) 2.1 反馈振荡器产生振荡的原因及其工作原理 (2) 2.2平衡条件 (3) 2.3起振条件 (3) 2.4稳定条件 (4) 3电感三点式振荡器 (5) 3.1三点式振荡器的组成原则 (5) 3.2电感三点式振荡器 (5) 3.3 振荡器设计的模块分析 (6) 4 仿真与制作 (10) 4.1仿真. (10) 4.2分析调试 (12) 5 心得体会...................................13= 参考文献 (14)
摘要 反馈振荡器是一种常用的正弦波振荡器，主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成。按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。本文介绍了高频电感三点式振荡器电路的原理及设计，电感三点式容易起振，调整频率方便，变电容而不影响反馈系数。 正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用。例如，无线发射机中的载波信号源，接收设备中的本地振荡信号源，各种测量仪器如信号发生器、频率计、fT测试仪中的核心部分以及自动控制环节，都离不开正弦波振荡器。根据所产生的波形不同，可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波，后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。 本文将简单介绍一种利用一款名为Multisim 11.0的软件作为电路设计的仿真软件，电容电感以及其他电子器件构成的高频电感三点式正弦波振荡器。电路中采用了晶体三极管作为电路的放大器，电路的额定电源电压为5.0 V，电流为1~3 mA，电路可输出输出频率为8 MHz（该频率具有较大的变化范围）。 关键词：高频、电感、振荡器
改进型电容三点式振荡电路的设计 摘要 高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或高频标准信号，以便测试各种电子设备和电路的电气特性。 高频信号发生器主要是产生高频正弦振荡波，故电路主要是由高频振荡电路构成。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。 本次课设设计了改进型电容三点式高频振荡器，介绍了设计步骤，比较了各种设计方法的优缺点，总结了不同振荡器的性能特征。使用 Protel2004DXP制作PCB板，并使用环氧树脂铜箔板和FeCl3进行了制 板和焊接。使用实验要求的电源和频率计进行验证，实现了设计目标。 1 实验原理 1.1 振荡的原理 三点式LC正弦波振荡器的组成法则（相位条件）是：与晶体管发射极相连的两个电抗元件应为同性质的电抗，而与晶体管集电极—基极相连的电抗元件应与前者性质相反。图1-1所示为满足组成法则的基本电容反馈LC振荡器共基极接法的典型电路。当电路参数选取合适，满足振幅起振条件时，电路起振。当忽 f可近似认为等略负载电阻、晶体管参数及分布电容等因素影响时，振荡频率 osc f，即 于谐振回路的固有振荡频率 o f=（1）
式中 C 近似等于1C 与2C 的串联值 12 12 C C C C C ≈ + （2） 图1-1 电容反馈LC 振荡器 由图1-1所画出的分析起振条件的小信号等效电路如图1-2所示。 图1-2 分析起振条件的小信号等效电路 由图1-2分析可知，振荡器的起振条件为： e L e L m ng g n g g n g +=+>'''1 )(1 （3） 式中 '011 ,//L e L e e g g R R r = = 0e R 为LC 振荡回路的等效谐振电阻； 电路的反馈系数 1 12 f C k n C C =≈ + （4） 由式（3）看出，由于晶体管输入电阻e r 对回路的负载作用，反馈系数f k 并不是越大越容易起振，反馈系数太大会使增益A 降低，且会降低回路的有载Q 值，使回路的选择性变差，振荡波形产生失真，频率稳定性降低；所以，在晶体管参数一定的情况下，可以调节负载和反馈系数，保证电路起振。f k 的取值一般在0.1—0.5 之间。
咼频实验报告（二） --- 电容三点式振荡器与 变容二极管直接调频电路设计 组员 座位号16 __________________ i
实验时间__________ 周一上午 ________ 目录 一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 2.1 电容三点式振荡器基本原理 (3) 2.2 变容二极管调频原理 (5) 2.3 寄生调制现象 (8) 2.4 主要性能参数及其测试方法 (9) 三、实验内容 (10) 四、实验参数设计 (11) 五、实验参数测试 (14) 六、思考题 (15) ii
实验目的 1. 掌握电容三点式LC 振荡电路的基本原理。 2. 掌握电容三点式LC 振荡电路的工程设计方法。 3. 了解高频电路中分布参数的影响及高频电路的测量方法。 4. 熟悉静态工作点、反馈系数、等效 Q 值对振荡器振荡幅度和频谱纯度的影响。 5. 掌握变容二极管调频电路基本原理、调频基本参数及特性曲线的测量方法。 实验原理 2.1电容三点式振荡器基本原理 电容三点式振荡器基本结构如图所示: 在谐振频率上，必有 X i + X 2 + X 3 =0,由于晶体管的 V b 与V c 反相，而根据振荡器的 振荡条件|T| = 1，要求V be = — V ce ,即i X i = i X 2，所以要求 X i 与X 2为同性质的电抗。 综合上述两个条件，可以得到晶体管 LC 振荡器的一般构成法则如下：在发射极上连 接的两个电抗为同性质电抗，另一个为异性质电抗。 原理电路如图3.2所示： 图3.2原理电路 共基极实际电路如图3.3所示: Xi ―I X 2 I — 图3.1电容三点式振荡器基本结构 C1 C2 图3.3共基极实际电路
实验3 电容三点式LC振荡器 一、实验准备 1．做本实验时应具备的知识点： ●三点式LC振荡器 ●西勒和克拉泼电路 ●电源电压、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器工作的影响 2．做本实验时所用到的仪器： ●LC振荡器模块 ●双踪示波器 ●万用表 二、实验目的 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统； 2．掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理，熟悉其各元件功能； 3．熟悉静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响； 4．熟悉负载变化对振荡器振荡幅度的影响。 三、实验电路基本原理 1.概述 ＬＣ振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。ＬＣ振荡器是指振荡回路是由ＬＣ元件组成的。从交流等效电路可知：由ＬＣ振荡回路引出三个端子，分别接振荡管的三个电极，而构成反馈式自激振荡器，因而又称为三点式振荡器。如果反馈电压取自分压电感，则称为电感反馈ＬＣ振荡器或电感三点式振荡器；如果反馈电压取自分压电容，则称为电容反馈ＬＣ振荡器或电容三点式振荡器。 在几种基本高频振荡回路中，电容反馈ＬＣ振荡器具有较好的振荡波形和稳定度，电路形式简单，适于在较高的频段工作，尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振
荡频率可高达几百ＭＨＺ～ＧＨＺ。 2.ＬＣ振荡器的起振条件 一个振荡器能否起振，主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件，即：振幅起振平衡条件和相位平衡条件。 3.LC振荡器的频率稳定度 频率稳定度表示：在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度，常用表达式：Δf０／f０来表示（f０为所选择的测试频率；Δf０为振荡频率的频率误差，Δf０＝f０２－f０１；f０２和f０１为不同时刻的f０），频率相对变化量越小，表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素，所以要提高频率稳定度，就要设法提高振荡回路的标准性，除了采用高稳定和高Q值的回路电容和电感外，其振荡管可以采用部分接入，以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响，还可采用负温度系数元件实现温度补偿。 4.LC振荡器的调整和参数选择 以实验采用改进型电容三点振荡电路（西勒电路）为例，交流等效电路如图3-1所示。 图3-1 电容三点式LC振荡器交流等效电路 (1)静态工作点的调整 合理选择振荡管的静态工作点，对振荡器工作的稳定性及波形的好坏，有一定的影响，偏置电路一般采用分压式电路。
三点式振荡电路 定三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管 的三个电极分别连接而组成的反馈型振荡器。 三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。 1、三点式振荡器的构成原则 图5 —20三点式振荡器的原理图 图5 —20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件
X be 、X Ce 和X bC 构成了决定振荡频率的并联谐振回路 要产生振荡，对谐振网络的要求：？ 必须满足谐振回路的总电抗 X be X Ce X b^O ，回路呈现纯阻 性。 反馈电压U f 作为输入加在晶体管的 b 、e 极，输出U O 加 在晶体管的c 、e 之间，共射组态 为反相放大器，放大 器的的输出电压u o 与输入电压U i （即U f ）反相，而反馈 g Q 电压U f 又是U o 在X bC > X be 支路中分配在X be 上的电压。 要满足正反馈，必须有 为了满足相位平衡条件， U f 和U o 必须反相，由式（5.3.1） 可知必有 孑 0成立，即X b e 和X C e 必须是同性质电抗，而 X Ce X b^ -（X be X Ce ）必为异性电抗。 综上所述，三点式振荡器构成的一般原则： （1）为满足相位平衡条件，与晶体管发射极相连 X be (X be X bC ) U o X be - X Ce U o (531)
的两个电抗元件X be 、X Ce 必须为同性， 而 不与发射极相连的电抗元件 X bC 的电 抗性质与前者相反，概括起来“射同基 反”。此构成原则同样适用于场效应管电路，对应 的有“源同栅反”。 (2)振荡器的振荡频率可利用谐振回路的谐振频率来估 算。 为容性的，称为电容三点式振荡器，也称为考比兹 振荡器(Colpitts)，如图5 — 21(a )所示； 若与发射极相连的两个电抗元件 X be 、X Ce 为 感性的，称为电感三点式振荡器，也称为哈 特莱振荡器(Hartley),如图5 — 21 (b )所 示。 图5 — 21电容三点式与电感三点式振荡器电路原理图 若与发射极相连的两个电抗元件 X be 、 Ce T C 2 h _ _ Cl dh ___ Λ V L 2 (b) HaItIey L 3 (a ) C I oIPittS Ll
三点式振荡器 （学号：） （物理与电子信息学院 10级电子信息工程1班，内蒙古呼和浩特 010022） 指导教师： 摘要：三点式振荡器是以LC谐振回路作为选频网络的反馈振荡器。本文主要介绍的是三点式振荡器的基本工作原理，对电感三点式及电容三点式振荡器的原理电路进行分析并讨论了三点式振荡器简化交流通路的画法和判断产生振荡的一般原则，并通过例子来对方法进行验证。 关键词：电感三点式；电容三点式；交流通路；振荡电路 中图分类号：TN752 1引言 振荡器用于产生一定频率和幅度的信号，它无需外部激励就能自动的将直流电源供给的功率转换为指定频率和振幅的交流信号功率输出。振荡器的种类很多，根据产生振荡波形的不同，可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。本文所讨论的三点式振荡器是一种反馈振荡器，它是正弦波振荡器的一种，利用正反馈原理构成。 振荡器在现代科学技术领域中有着广泛的应用，例如，在广播、电视、通信设备中振荡器用来产生所需要的载波和本机振荡信号；在各种信号源、测量仪器中用来产生各种频段的正弦信号等。它是不可缺少的的核心组成部分之一，是一种最基本的电子线路。 本文先讨论三点式振荡器的基本工作原理，然后分别对电感三点式和电容三点式电路进行分析，最后通过例子来对三点式振荡器简化交流通路的画法和判断产生振荡的一般原则进行验证。 2三点式振荡器的基本工作原理 我们应该要了解振荡器正常工作所需满足的三个条件即平衡条件、起振条件以及稳定条件，这样有利于后面我们对三点式振荡器原理的认识。
图1 反馈振荡器的构成框图 2.1振荡的平衡条件 当反馈信号f u 等于放大器的输入信号i u ，或者说，反馈信号f u 恰好等于产生输出电压o u 所需的输入电压i u ，这时振荡电路的输出电压不再发生变化，电路达到平衡状态， 因此，将i f U U =称为振荡的平衡条件。根据图1可知，放大器开环电压放大倍数A 和反馈网络的电压传输系数F 分别为： i O U U A =；O f U U F = (1.1.1) 所以 i O f U A F U F U == (1.1.2) 由此可得，振荡的平衡条件为 1||)(===+f a j e F A F A T ?? (1.1.3) 式中，T 为反馈系统环路增益；||A 、a ?为放大倍数A 的模和相角；||F 、f ?为反馈系数F 的模和相角。 由(1.1.3)式可知，振荡器正常工作时的相位平衡条件为 π???n f a T 2=+= ( ,2,1,0=n ) (1.1.4) 振幅平衡条件为 1||==F A T (1.1.5)
目录 摘要 ......................................................................................................... I 1绪论 .. (1) 2正弦波振荡器 (2) 2.1 反馈振荡器产生振荡的原因及其工作原理 (2) 2.2平衡条件 (3) 2.3起振条件 (3) 2.4稳定条件 (4) 3电感三点式振荡器 (5) 3.1三点式振荡器的组成原则 (5) 3.2电感三点式振荡器 (5) 3.3 振荡器设计的模块分析 (6) 4 仿真与制作 (9) 4.1仿真. (9) 4.2分析调试 (10) 5心得体会 (18) 参考文献 (19)
摘要 反馈振荡器是一种常用的正弦波振荡器，主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成。按照选频网络所采用元件的不同，正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。本文介绍了高频电感三点式振荡器电路的原理及设计，电感三点式容易起振，调整频率方便，变电容而不影响反馈系数。 正弦波振荡器在各种电子设备中有着广泛的应用。例如，无线发射机中的载波信号源，接收设备中的本地振荡信号源，各种测量仪器如信号发生器、频率计、fT测试仪中的核心部分以及自动控制环节，都离不开正弦波振荡器。根据所产生的波形不同，可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波，后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。 本文将简单介绍一种利用一款名为Multisim 11.0的软件作为电路设计的仿真软件，电容电感以及其他电子器件构成的高频电感三点式正弦波振荡器。电路中采用了晶体三极管作为电路的放大器，电路的额定电源电压为5.0 V，电流为1~3 mA，电路可输出输出频率为8 MHz（该频率具有较大的变化范围）。 关键词：高频、电感、振荡器
2015~2016学年第二学期 《高频电子线路》课程设计 任务书 题目电感三点式正弦波振荡器的设计 院系电气学院 班级14级通信工程（2）班 姓名黄江涛况友杰刘磊 鲁杰倪靖刘丙晟 指导教师王银花周珍艮 电气工程学院 2016年6月18日
振荡器（英文：oscillator）是用来产生重复电子讯号（通常是正弦波或方波）的电子元件。其构成的电路叫振荡电路，能将直流信号转换为具有一定频率的交流电信号输出。振荡器的种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电容振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科学研究等方面。 三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的一种振荡器。三点式振荡器电路用电容耦合或自耦变压器耦合代替互感耦合, 可以克服互感耦合振荡器振荡频率低的缺点, 是一种广泛应用的振荡电路, 其工作频率可达到几百兆赫。本文将围绕高频电感三点式正弦波振荡器进行具有具体功能的振荡器的理论分析与设计。 关键词：高频；电感三点式；正弦波；振荡器；缓冲级
摘要 (2) 目录 (3) 第一章正弦波振荡器 (4) 1.1反馈振荡器产生振荡的原因及其工作原理 (4) 1.2平衡条件 (5) 1.3起振条件 (5) 1.4稳定条件 (5) 第二章电路设计 (6) 2.1三点式振荡器的组成原则 (6) 2.2电感三点式振荡器 (6) 2.3 振荡器设计的模块分析 (6) 第三章仿真软件Multisim10.0 简介 (8) 3.1 Multisim 基本概念 (10) 3.2 Multisim 软件启动界面 (10) 3.3 Multisim 仿真软件的特点 (11) 第四章仿真与调试 (13) 4.1 仿真 (13) 4.2 分析调试 (16) 第五章心得体会 (17) 参考文献 (17) 附录一:元件清单 (19) 附录二:总电路 (20) 答辩记录及评分表 (21)
电容三点式振荡电路的分析与仿真摘要：自激式振荡器是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、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，本设计采用的是电容三点式振荡器。 关键词：电容三点式、multisim、振荡器 引言：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的波形，振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器，就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器，在这种电路中，负阻所起的作用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路，有变压器反馈式振荡电路，电感三点式振荡电路，电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路。 设计原理： 1、电容三点式振荡电路 （1）线路特点
电容三点式振荡器的基本电路如图（1）所示。与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C2和C3；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L。它的反馈电压是由电容C3上获得，晶体管的三个电极分别与回路电容的三个端点相连接，故称之为电容反馈三端式振荡器。电路中集电极和基极均采取并联馈电方式。C7为隔直电容。图（1） （2）起振条件和振荡频率 由图可以看出，反馈电压与输入电压同相，满足相位起振条件，这时可以调整反馈系数F，使之满足A0F>1就可以起振。 同理，可推倒出电容反馈三端电路的振荡频率如式： f C 1 LC C =反馈系数F为：F=C2/C3. pi+ C /( /( 2 )3 2 )3 *) ( 2 （3）电路的优缺点 电容反馈三端电路的优点是振荡波形较好，因为它的反馈电压是靠电容获得，而电容原件对信号的高次谐波呈低阻抗，因此对高次谐波反馈较弱，使振荡波形更接近正弦波；另外，这种电路的频率稳定度较高，由于电路中得不稳定电容与回路电容C2、C3相并联，因此，适当增大回路的电容量，就可以减小不稳定因素对振荡频率的影响。第三，电容三端电路的工作频率可以做得很高，因此它可以这届利用振荡管的输出、输入电容作为回路的振荡电容。工作频率可以做得较高，可达到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围。 这种电路的缺点是：调C2或C3来改变振荡频率时，反馈系数也将改变。使振荡器的频率稳定度不高。
实验三电容三点式LC 振荡器 」、实验目的 1、 掌握电容三点式LC 振荡电路的实验原理； 2、 了解静态工作点、耦合电容、反馈系数、品质因数 Q 值对振荡器振荡幅度 和频率的影响； 3、 了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。 二、实验原理 1、电路与工作原理 (1) 图3-2克拉泼振荡电路中，串联电容 C1、C2和C 构成总电容。因为 C1( 300p) >>C( 75p), C2( 1000P >>C ( 75p),故总电容约等于 C, 所以振荡频率主要由L 和C 决定。 (2) 图3-3西勒振荡电路中，电容C1、C2和C3的串联值后与电容C 相并。 因为 C1(300p)>>C3(75p)，C2 ( 1000P)>>(75p)，故总电容约等 于C+C3所以振荡频率主要由L 、C 和C3决定。 (3) 反馈系数F=F1: F2，反馈系数F 不宜过大或过小，一般经验数据 F~ 0.1?0.5， 本实验取0.3 2、实验电路 如图3-4所示，1K01打到“串S ”位置时，为改进型克拉泼振荡电路，打到 图3-2克拉泼振荡电路 图3-3西勒振荡电路
“并P”位置时，为改进型西勒振荡电路。开关1S03控制回路电容的变化；调 整1W01可改变振荡器三极管的电源电压；1Q02为射极跟随器；1TP02为振荡器直流电压测量点，1W02用来改变输出幅度。 |{iM3 三、实验内容 1测量“并P”西勒振荡电路幅频特性； 2、测量“串S”克拉泼振荡电路幅频特性； 3、测量波段覆盖系数。 四、实验步骤 （一）模块上电 将LC振荡器模块③接通电源，即可开始实验。 （二）测量振荡电路的幅频特性 1、西勒振荡电路幅频特性的测量
三点式振荡电路 定义：三点式振荡器是指LC回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而组成的反馈型振荡器。 三点式振荡电路用电感耦合或电容耦合代替变压器耦合，可以克服变压器耦合振荡器只适宜于低频振荡的缺点，是一种广泛应用的振荡电路，其工作频率可从几兆赫到几百兆赫。 1、三点式振荡器的构成原则 图5 —20 三点式振荡器的原理图 图5 —20是三点式振荡器的原理电路（交流通路）为了便于分析，图中忽略了回路损耗，三个电抗元件
be ce bc X X X 、和构成了决定振荡频率的并联谐振回路。 要产生振荡，对谐振网络的要求：？ 必须满足谐振回路的总电抗0 be ce bc X X X ++=，回路呈现纯阻 性。 反馈电压f u 作为输入加在晶体管的b 、e 极，输出o u 加在晶体管的c 、e 之间，共射组态为反相放大器，放大器的的输出电压o u 与输入电压i u （即f u ）反相，而反馈 电压f u 又是o u 在bc X 、be X 支路中分配在be X 上的电压。 要满足正反馈，必须有 () be be f o o be bc ce X X X X X u u u = =- + （5.3.1） 为了满足相位平衡条件，f u 和o u 必须反相，由式（5.3.1）可知必有0be ce X X >成立，即 be X 和ce X 必须是同性质电抗，而 ()bc be ce X X X =-+必为异性电抗。 综上所述，三点式振荡器构成的一般原则： （1） 为满足相位平衡条件，与晶体管发射极相连
的两个电抗元件be X 、ce X 必须为同性，而不与发射极相连的电抗元件bc X 的电抗性质与前者相反，概括起来“射同基反”。此构成原则同样适用于场效应管电路，对应的有“源同栅反”。 （2） 振荡器的振荡频率可利用谐振回路的谐振频率来估 算。 若与发射极相连的两个电抗元件 be X 、ce X 为容性的，称为电容三点式振荡器，也称为考比兹振荡器(Colpitts)，如图5 —21（a ）所示； 若与发射极相连的两个电抗元件be X 、ce X 为感性的，称为电感三点式振荡器，也称为哈特莱振荡器(Hartley)，如图5 —21（b ）所示。 图5 —21 电容三点式与电感三点式振荡器电路原理图
题目：高频电容三点式正弦波振荡器 目录 摘要................................................................................................I Abstract (Ⅱ) 1 绪论 (1) 2 设计原理说明 (2) 2.1 反馈振荡器的原理 (2) 2.1.1 原理分析 (2) 2.1.2 平衡条件 (3) 2.1.3 起振条件 (3) 2.2 电容三点式振荡器 (4) 2.3 设计原理 (5) 3 电路设计与调试 (6) 3.1单元电路设计 (6) 3.1.1 电容三点式振荡单元 (6) 3.1.2 输出缓冲级单元 (8) 3.2 电路调试 (9) 4 心得体会 (10) 参考文献 (11) 附录一：元件清单 (12) 附录二：总电路图 (13) 附录三：实物图 (14)
摘要 近些年信息通信领域中,发展最快、应用最广的就是无线通信技术。无线通信的终极目标是实现任何人在任何时间、任何地点接受和发送任何信息。掌握无线通信系统的各个模块工作原理是每一个通信技术学习及研究人员的基本要求。在一个完整的无线通信系统中,主要有放大、滤波、调制、发射、接受、混频、解调等功能模块,我们要做的,就是充分理解和掌握这些功能模块的工作过程, 并能够进行相应的电路设计。 本次课设要求制作高频电容三点式正选拨振荡器，采用晶体三极管或集成电路，场效应管构成正弦波振荡器，达到任务书所要求的目标。并介绍了设计步骤，比较了各种设计方法的优缺点，总结了不同振荡器的性能特征。使用实验要求的电源和频率计进行验证，实现了设计目标。 关键字：无线通信高频信号正弦波振荡器
电容三点式振荡电路
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电容三点式振荡电路的分析与仿真 摘要：自激式振荡器是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、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，本设计采用的是电容三点式振荡器。 关键词：电容三点式、multisim、振荡器 引言：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的波形，振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器，就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器，在这种电路中，负阻所起的作用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路，有变压器反馈式振荡电路，电感三点式振荡电路，电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路。
设计原理： 1、电容三点式振荡电路 （1）线路特点 电容三点式振荡器的基本电路如图（1）所示。与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C2和C3；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L。它的反馈电压是由电容C3上获得，晶体管的三个电极分别与回路电容的三个端点相连接，故称之为电容反馈三端式振荡器。电路中集电极和基极均采取并联馈电方式。C7为隔直电容。 图（1） （2）起振条件和振荡频率 由图可以看出，反馈电压与输入电压同相，满足相位起振条件，这时可以调整反馈系数F，使之满足A0F>1就可以起振。