高频电子线路课程
（论文）
电感反馈振荡器电路设计
院（系）名称电子与信息工程学院专业班级通信122
学号
学生姓名
指导教师
起止时间：2015.06.22—2015.07.04
课程设计（论文）任务及评语
院（系）：电子与信息工程学院教研室：通信工程
摘要
电感反馈式振荡电路是正弦波振荡电路中极为重要的一种。它由晶体管所构成的放大电路，以及由LC所构成的反馈电路所组成的。振荡器是不需要外信号激励，自身将直流电能转换为交流电能的装置。电感反馈式振荡电路是正弦振荡电路中集中要的一种。它能产生各种频率的正弦信号，不但能产生高频信号，也能产生低频信号。
电路由1个放大器和1个反馈网络来组成，产生一定频率的信号，经放大再输出。此反馈网络必须满足三个条件：起振条件，平衡条件和稳定条件。再由两个电感一个电容组成一个电感三点式震荡回路。
电感反馈振荡电路的优点是：由于电感之间存在互感，而且两电感之间耦合很紧，并且正反馈较强，所以容易起振。其次是改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数，比较方便。这种电路的缺点是：与电容反馈振荡电路相比，其输出电压取自电感元件，输出波形不是很好。
关键词：晶体管放大电路；振荡器；高频信号；振荡回路
目录
第1章概论 .......................................................................... 错误！未定义书签。
1.1 电感反馈振荡器应用意义 (1)
1.2 电感反馈振荡器设计的要求及技术指标 (1)
1.3 电感反馈振荡器设计的原理 ................ 错误！未定义书签。
1.4 总体设计方案框图与分析 .................. 错误！未定义书签。第2章电感反馈振荡器设计 .. (3)
2.1 电感反馈振荡器电路设计 (3)
2.2 电感反馈振荡电路参数计算 (5)
2.3 电路性能分析 (8)
第3章设计总结及仿真 (9)
3.1 仿真电路 (9)
3.2 仿真运行结果 (10)
3.3 仿真运行结果分析 (11)
第4章课程设计总结 (12)
参考文献 ................................................................................ 错误！未定义书签。附录I ...................................................................................... 错误！未定义书签。附录II ..................................................................................... 错误！未定义书签。
第1章概论
1.1电感反馈振荡器应用意义
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式振荡器。
振荡器是不需要外信号激励，自身将直流电能转换为交流电能的装置。电感三点式振荡电路是正弦振荡电路中极重要的一种。它能产生各种频率的正弦信号，不但能产生高频，也能产生低频。它在各种电子设备中有着广泛的应用。例如，无线电发射机中的载波信号源，接收设备中的本地振荡信号源，以及各种测量仪器。
电感反馈振荡电路的优点是：由于电感之间存在互感，而且两电感之间耦合很紧，并且正反馈较强，所以容易起振。其次是改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数，比较方便。这种电路的缺点是：与电容反馈振荡电路相比，其输出电压取自电感元件，输出波形不是很好。
1.2电感反馈振荡器设计的要求及技术指标
任务要求：
1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。
2 .确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。
3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。
4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。
本次课程设计我设计的是电容反馈式振荡器。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设计要求
1．用EWB仿真，设计一个电容反馈振荡器
2．能够观察输出的振荡波形。
3．测量其振荡频率。
4．分析电路并计算其频率是否与所测的频率相同。
1.3电感反馈振荡器设计的原理
电感反馈式振荡电路是正弦波振荡电路中极为重要的一种。它由晶体管所构成的放
大电路，以及由LC所构成的反馈电路所组成的。其中电感L1与L2组成一个分压器，它们通常绕在一个线圈架上，其间有互感M，其合成的电感量L成为L= L1+ L2+2M。因此，其振荡频率f如下，LC
fπ2
1
=，要满足振荡条件，反馈信号的相位必须与信号的相位为一致。假设合成电感量L所发生的电压为e，中间的接点E的左方线圈为L1，右方线圈为L2。此时，L1与L2所发生的电压虽然为同一方向，但是，如果以E点为基准，考虑到L1与L2的电压时，L1所发生的电压相对于所发生的电压e成为逆相。因此，以接点E为基准，电压Vbe与Vce为逆相，也即是相位相差180°。而Vbe为晶体管放大器的输入信号，与输出信号Vce相位差l80°。结果，相位差合计为360°，使反馈信号成为同相，达到产生振荡的条件。
1.4 总体设计方案框图与分析
如下图1.1，系统框图
图1.1 系统框图
电路由2个放大器和2个反馈网络来组成，产生一定频率的信号，经放大再输出。但是反馈网络1必须满足三个条件：起振条件，平衡条件和稳定条件。
利用两个共基放大，由L
3、L
4
、C
3
和V
C1
组成一个电感三点式震荡回路，后级的共基
放大输出前级的输出电压并提供给负载R
L 。电感L
1
和L
2
起到通直阻交的作用；电容C
2
、
C 4、C
5
和C
6
有通交阻直的作用。震荡回路中加了个调节电容是为了方便调试。其中还有
C 1等的反馈作用。R
b1
、R
b2
、R
b
、R
b3
等偏置电阻给三极管提供合适的偏置电压，使三极管
获得稳定的静态工作点，以便于放大和振荡回路起震。如图6根据设计好的电路原理图，使用Multisim工具画好电路图。
第2章 电感反馈振荡器设计
2.1电感反馈振荡器电路设计
三点式LC 振荡器，特别是电容反馈式三点振荡器，由于反馈主要是通过电容，所以可以削弱高次谐波的反馈，是振荡产生的波形得到改善，且频率稳定度高，又适于较高波段工作。
引起振荡频率不稳定的原因有很多，包括晶体管间存在的电容，谐振回路参数随时间、电源电压、温度的变化而变化，晶体管参数不稳定等，为得到稳定的振荡频率，因此我们在选元器件时，除选用高质量电路元件，采用直流稳压电源及恒温措施外，还应提高振荡回路品质因数Q ，因为Q 越大，相频特性曲线在f0附近的斜率也大，选频特性也越好。
构成电容反馈三点式振荡器的最基本电路应该是一个交流电路。因此在设计总电路图之前，我先设计了一个交流电路，随后将各个电路元件包括三极管连接起来才能得到最终的总电路图。
任何一种反馈式振荡器，至少应包括以下三个组成部分: 原理电路图如图2.1：
1. 放大电路。自激振荡器不但要对外输出功率，而且还要通过反馈网络，供给自
身的输入激励信号功率。因此，必须有功率增益。当然，能量的来源与放大器
图2.1电感反馈振荡电路原理图
一样，是由直流电源供给的。
2.反馈、选频网络。自激振荡器必须工作在某一固定的频率上。一般在放大器的
输出端接有一个决定频率的网络，即只有在指定的频率上，通过输出网络及反
馈网络，才有闭环0
360相移的正反馈，其它频率不满足正反馈的条件。
3.稳幅环节。自激振荡器必须能自行起振，即在接通电源后，振荡器能从最初的
暂态过度到最后的稳态，并保持一定幅度的波形。
电路中主要元器件作用说明
表2.1 元器件说明
元器件名称说明
三极管（2N1711）相当于一个放大器
电感（L3）通直阻交
耦合电容 (Ce) 耦合信号,通交阻直
偏置电阻（R b1、R b2、Re）给三极管提供偏置电压
电感电容（L1、L2、C）组成电感三点式震荡回路
我们主要要把各个需要的参数算好，让电路能够起振，使波形没有明显的失真。
设输入电压为Vi，则由于放大器的倒相作用，它的输出电压Vo与Vi相差180°。又由于集电极与基极是接于回路的相对两端，因此二者对发射极电位的变化相差了180°，亦即Vo与反馈电压Vf相差180°。由此可得出，Vf与Vi同相，满足了震荡所需的相位条件。等效电路如图2.2：
图2,2电感反馈振荡电路等效电路图
2.2 电感反馈振荡电路参数计算
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
上的电压，因此，习惯上将图2.3所示电路称为电感三点式连，反馈信号取自电感L
2
LC振荡电路。
图2.3 电感反馈振荡电路仿真图
其等效电路图如图2.4：
图2.4电感反馈振荡电路等效电路图
在考虑互感M 的情况下，
L1=50uH L2=1mH C3=1uF
振荡频率：
C
M L L fo *)221(21
++=
π （3-1）
代入数值
Hz LC
fo 491221==
π （3-2）
因此
ms fo
To 203.01
==
（3-3） 在忽略互感M 的情况下， 反馈系数：
05.01
050.012===
L L F （3-4） 起振条件：
hfe
M L M L hoe hie hfe 121*>++>
其中，hoe 为考虑震荡回路阻抗后的晶体管等效输出导纳，h oe =h oe +1/Rp,此处Rp 为输出回路的谐振阻抗。 接入系数：
2
11
L L L Pce +=
（3-5）
震荡的平衡条件：
1=AF （3-6）
上式称为振荡器的平衡条件，表明振荡电路形成稳定输出后，放大电路的放大倍数和反馈网络的反馈系数的乘积等于1。它包含两层意思，其一，上式两边的模应该相等，即
1=F A 表明平衡时反馈系数和放大倍数幅值的乘积应等于1，这一式子称为幅值平
衡条件。两边相位也应该相等，因此放大倍数的相位A ?（即放大电路输出电压与输入电压之间的相位差）和反馈系数相位F ?（即反馈电压与放大电路输出电压之间的相位差）之和应等于2π的整数倍，即：π??n F A 2=+（n 为正整数）。
震荡的稳定条件： 1、振幅稳定条件
在实际振荡电路中，不可避免地存在各种电的扰动，如电源电压、温度等外界因素的变化引起三极管和回路参数变化等。当振荡器达到平衡状态后，上述原因均可能破坏平衡条件，使电路频率发生变化或自激、停振等。
如图2.5所示为电压增益Au ～U be 曲线图。图中Au 为放大器电压增益，1/Fu 为反馈系数的倒数。由于反馈系数与输入电压U be 的大小无关，因此在图中1/Fu 为一平行于横座标的直线。
当U be 较小时，随着U be 的增大，Au 逐渐增大，这时晶体管工作在甲类状态；达到最大值后，u A 又将随be U 的增大而减小，此时晶体管工作在甲乙类状态。u A 曲线与u F /1直线有两个交点，'Q 和Q 点。在两个交点处，1=?u u F A ，都是平衡点。在'Q 点，若be U 增大，u A 增大，u u F A ?＞1，振荡越来越强。反之，若be U 减小，u A 减小，u u F A ?＜1，振荡减弱。因此，'Q 是不稳定平衡点。在Q 点，若be U 增大，u A 减小，u u F A ?＜1，于是振荡振幅减弱，又回到Q 点；若be U 减小，u A 增大，这时u u F A ?＞1，于是振荡振幅自动增大，又回到Q 点。因此，Q 点是稳定平衡点。所以振幅稳定条件是：在稳定平衡点附近，随着be U 的增加，u A 减小。或者说，u A 对be U 的斜率是一负值。从以上分析可见，起振时be U 应大于'Q 点对应的横轴，这样才能起振，并将平衡点建立在稳定的Q 点。
2、相位稳定条件：
由于电路中的扰动，暂时破坏了相位平衡条件，即 ∑≠π?n 2，使振荡频率发生变化，当扰动离去后，振荡频率还能否回到原来的稳定频率点。
如图2.6所示为两种相频特性曲线，先研究图2-3（a ）的曲线。设原来的振荡频率为01f ，由于外界干扰引入h ??+时，频率提高到02f ，频率的变化量为0f ?。此频率变量，通过其负载的相频特性，引起的相位变量为。由此可见，相移变化的趋势将加剧，而不是减弱，这势必引起振荡的相位平衡被破坏，??+因此不是稳定平衡。而对于图2-3（b ）曲线。频率的变化量0f ?，通过负载的相频特性，引起的相位变量为??-。它与h
??
+图2.5 振幅稳定条件
符号相反，可以互相补偿，如果补偿的结果使h ??++（??-）= 0时，达到了新的平衡点，即频率稳定在新的振荡频率02f 处。因此，当相频特性的形状如图2-3（b ）所示时，受到扰动后振荡将在原来的平衡点附近重新达到平衡。
相位稳定平衡的条件是：随着频率的提高，相位减小。或者说，相频特性的斜率是负值。
2.3 电路性能分析
电感反馈式振荡器又叫哈特来振荡器。本电路的特点是集电极与基极接于LC 回路两端，发射极则接于线圈中部某一点。因此L1与L2即组成一个分压器，它们通常是绕在一个线圈架上，其间有互感M 。L1两端的电压大约为L2两端电压的2~5倍。
电感反馈振荡电路的优点是：由于L1与L2之间有互感存在，而且L1、L2之间偶合很紧，并且正反馈较强，所以容易起振。其次是改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数，比较方便。这种电路的主要缺点是：与电容反馈振荡电路相比，其振荡波形不够好。这是因为反馈支路为感性支路，对高次谐波呈现高阻抗，故对于LC 回路中的高次谐波反馈较强，波形失真较大。其次是当工作频率较高时，由于L1和L2上的分布电容和晶体管的极间电容均并联于L1与L2两端，这样，反馈系数F 随频率变化而改变。工作频率愈高，分布参数的影响也愈严重，甚至可能使F 减小到满足不了起振条件。因此，这种电路尽管它的工作频率也能达到甚高频波段，但是在甚高频波段里，优先选用的还是电容反馈振荡器。
(
(
(a ）不稳定平衡 （b ）稳定平衡
图2,6 相位稳定条件
a
b
第3章设计总结及仿真
3.1仿真电路
图3.1 电路原理图
根据电路原理图，在Multisim里画好设计好的电路原理图，画好电路原理图之后运用Multisim软件进行仿真。但仿真软件所设定的数据以及仿真所出的波形只能作为一个参考，在实际应用中应注意修改。仿真原理图如图3.1所示。
电路由放大电路、反馈选频网络和温服环节组成。
1.放大电路。自激振荡器不但要对外输出功率，而且还要通过反馈网络，供给自
身的输入激励信号功率。因此，必须有功率增益。当然，能量的来源与放大器一样，是由直流电源供给的。
2.反馈、选频网络。自激振荡器必须工作在某一固定的频率上。一般在放大器的
输出端接有一个决定频率的网络，即只有在指定的频率上，通过输出网络及反
360相移的正反馈，其它频率不满足正反馈的条件。
馈网络，才有闭环0
3.稳幅环节。自激振荡器必须能自行起振，即在接通电源后，振荡器能从最初的
暂态过度到最后的稳态，并保持一定幅度的波形。
3.2仿真运行结果
图 3.2 输出波形
如图3.2所示,经过调节三极管静态工作点、反馈元件、和震荡回路可调电容，得
出以上比较好的输出波形。但这个仿真工具和实际会有所差别，所调试出的数据只能当
参考用，在实际调试时应多加注意。
在仿真过程中可以发现，当不满足电感三点式电路的起振条件时，电路不起振，幅值均呈一条直线；当起振条件满足后，电路起振，幅值基本呈正弦变化，从形成振荡的过程可知，电路在起振之初为小信号工作状态，随着振荡的不断增长，将进入大信号工作状态。由于晶体管特性曲线的非线性，使其集电极电流逐渐减小，此时的平均电流为起振后的直流电流，它必大于静态时的工作点电流，主要根据起振前后，发射极直流电压是否变化。若发射极电压大于静态时的电压，表明电路已发生振荡。
图 3.3 频率值
由图3.3可知，仿真频率
f=4.87KHz
T=2.05ms
3.3仿真运行结果分析
由图可以计算得到，振荡器产生信号的仿真频率f=4.87KHz，仿真周期T=0.205ms，然理论计算频率fo=4.91KHz，理论周期T=0.203ms；分析可知实际频率与计算所得频率有误差，这应该是由于计算时忽略了互感M，使得计算频率偏高所引起的。在总体上，仿真频率与计算频率大致相同，本电感三端式反馈振荡器仿真成功。
第4章课程设计总结
振荡器是由晶体管所构成的放大电路，以及由LC所构成的反馈电路所组成的。振荡器不需要外来信号激励，自身就能将直流电能转换成交流电能。不但能产生高频信号，也能产生低频信号。由于电感之间存在互感，而且两电感之间耦合很紧，并且正反馈较强，所以容易起振，改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数，但其输出波形不好。
振荡器可以分为很多类，有电容三点式振荡器、电感三点式振荡器等等。但是电感三点式振荡器没有电容三点式振荡器的波形好，因为反馈电压中高次谐波分量很小，因而输出波形好，接近正弦波。反馈系数因与回路电容有关，如果用该变回路的方法来调整震荡频率，必将改变反馈系数，从而影响起震。但是便于用改变电容的方法来调整震荡频率，而不会影响反馈系数。
对于电路的设计过程我以为电容三点式振荡器的设计很难，设计比较烦琐，有静态工作点的要求，各电阻、电容值的设计，还有好多要求，看起来十分复杂。后来通过查资料，才了解到先要计算好各电阻的值，再根据各电容的作用，确定电容的值，画出电路图，一切都会变得简单。虽然现在结果做出来，但是感觉我还没能充分运用高频的理论知识，以后要加强基础方面的学习，把理论和实践相互结合起来。自己的动手能力确实还是不够强，每次都要问一下科协的一个同学，通过这次实践，多动手，多实践，这样自己才能真正的掌握理论基础知识和提高动手能力。
参考文献
[1] 张肃文主编《高频电子线路第五版》高等教育出版社2009.5
[2] 王冬霞主编《电子与通信工程专业基础实验教程》．北京大学出版社2012.12：
[3] 曾兴雯等编著《高频电路原理与分析》西安电子科技出版社，2007.9
[4] 高吉祥编著《高频电子线路》北京电子工业出版社2005.7
[5] 刘聘主编《高频电子技术》人民邮电出版社2006.5
[6] 张凤言主编《电子电路基础》高等教育出版社2005.9
[7] 杜武林主编《高频电路原理与分析》西安电子科技大学出版社2009.8
附录I
附图
附图1 设计的电感三点式振荡器原理图
附图2 输出波形
附录II
元件清单
序号名称型号数量
1 晶体管211N17 1
2 电感1mH 1
3 电容 1 1
4 电阻2K 1
5 电阻 3.5k 1
6 电阻15K 1
7 电阻30K 2
8 电感50uH 1
9 电容10uF 1
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。
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
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
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 0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。
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。
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
课程设计报告 课题名称 _____电容三点式正弦波振荡器__ 学院电子信息学院 专业通信工程 班级 学号 姓名好人 指导教师陈布雨
绪论 振荡器是用来产生重复电子信号（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。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、电感电感振荡器、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、科研等方面。 振荡器的种类很多，使用范围也不相同，但是它们的基本原理都是相同的，都要满足起振、平衡和稳定条件。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，振荡器可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特性的器件构成的振荡器。在这种电路，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。反馈式振荡器电路，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。 本次课设设计了电容三点式正弦波振荡器。
一设计原理说明 (4) 1.1 反馈振荡器的原理 (4) 1.1.1 原理分析 (4) 1.1.2 平衡条件 (5) 1.1.3 起振条件 (5) 1.1.4 稳定条件 (6) 1.2 电容三点式振荡器 (6) 1.3 设计原理 (7) 二电路设计与仿真 (8) 2.1 参数设置 (8) 2.2仿真电路图形 (10) 三仿真结果 (11) 四课设小结 (12) 参考文献 (13)
《高频电子线路》任务书 课题名称电感三点式正弦波振荡器的设计 指导教师（职称）冯锁（讲师） 执行时间2012~ 2013 学年第一学期第16周学生姓名学号承担任务 电路设计及电路的仿真 资料整理及原理分析 电路图制作 资料整理及参数计算 10 参数计算及器件选择 1 原理图绘制 设计目的1. 培养较为扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力。 2. 加深对电路器件的选型及电路形式的选择的了解。 3. 提高高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力。 设计要求1. 从理论上分析振荡器的各个参数及起振条件。 2. 设计高频振荡器，选取电路各元件参数，使其满足起振条件及振幅条件。 3. 电源电压12V,工作频率16MHz，输出电压1V，频率稳定度高
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
三点式振荡电路能否振荡的判别方法 引言 在模拟电子技术课程中，判别振荡电路能否产生振荡的步骤的是：先看直流通路，看放大器件是否工作在放大区；再看交流通路，看是台满足振荡条件。RC振荡也好，LC振荡电路也好，振荡条件为： AF=1 此条件可分解为振幅条件和相位条件，即： 1 三点式振荡器的特点 所谓三点式振荡器，是指LC振荡器中选频网络有两个电容、一个电感或者两个电感、一个电容组成的振荡器。一般LC振荡电路在直流通路正常情况下判别能否振荡时由于振幅条件不便于判别，只看相位条件即可，只要相位条件满足，我们就说它能够振荡。振荡电路中的放大器可以是运放，也可以是由晶体管或者场效应管组成。对于由运放组成的电路，相位条件相对来说比较好判别；由晶体管或者场效应管组成的放大电路，要判别相位条件对学生来说有一定的难度。要正确判别相位条件需要先分析放大电路的组态，再看反馈信号与输出信号之间的相位差，两者判断错一个也得不到正确的结果。对此，根据多年来对模拟电子技术的讲解和对大量的振荡电路的分析，先把自己的一点总结供大家讨论。 我们知道，三点式选频网络中应该有两个电容、一个电感或者两个电感、一个电容组成，如图1所示，为方更叙述，现把选频网络中每两个电抗器件的结点给出一编号。 在分析由晶体管或者场效应管组成的三点式振荡电路时，先看直流通路，在直流通路正常的情况下，交流通路只需要观察是否满足射同基反(或者源同栅反)。下面结合具体的电路进行说明。 2 电容三点式振荡电路 如图2和图3所示，是两个电容三点式的振荡电路。我们应用射同基反判断相位条件是否满足。
先看图2，图2中晶体管的发射极接的是三点式选频网络的2端，集电极接的是1端，基极在交流通路中接地，所以基极相当于接的是3端。发射极与基极问接的单个选频器件是电容C2，发射极与集电极之间接的是电容Cl，发射极与其他两个电极之间接的是电抗性质相同的电容，所以射同已经满足；基极与发射极接的电容C2，基极与集电极之间接的单个选频器件是电感L，电感与电容是两个电抗性质相反的器件，所以基反也是满足的，图2电路支流通路正常，又满足射同基反的条件，所以是可以振荡的。 再看图3。放大器的组态虽然与图2不同，按射同基反分析仍然满足射同基反，直流通路正常，该电路也可以振荡。如果用相位条件判别也是满足的。 如果用相位条件来判断图2和图3中两个电路，可以得到： 注意观察图2和图3，电容二点式电路中选频网络的2端是电容与电容的结点，1和3端是电容与电感的结点，所以分析电容三点式振荡电路的相位条件时只需要看选频网络的2端是否直接或者通过一电阻与发射极(或者场效应管的源极)相连，l和3端是否直接或者通过一电阻与基极和集电极相连。图2中符去掉基极电容Cb相位条件仍然满足，电路只要振幅条件满足仍可振荡。 3 电感三点式振荡电路 图4所示是一个电感三点式的振荡电路。用同样的方法观察图中的电路发现晶体管的发射极与其他两个电极之间接的是电感，而基极与发射极之间接的是电感，与集电极之间接的是电容，满足射同基反，也就是满足相位条件，直流通路正常，在幅度条件满足的情况下可以进行正弦波振荡。用相位条件来判别可得到：
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/e64279359.html, LC三点式振荡电路的判别法及电路特征 作者：熊于菽 来源：《硅谷》2013年第07期 摘要 LC正弦波振荡器在各种电子设备中、高频加热设备、医用电疗仪器中都有广泛应用，而LC正弦波振荡器里最常用的是三点式振荡器，因此掌握三点式振荡电路的判别方法以及特征是LC正弦波振荡器项目的重点和难点，本文将对此进行阐述并举例进行详细说明。 关键词 LC三点式振荡器；判别；特征 中图分类号：TN721 文献标识码：A 文章编号：1671—7597（2013）041- 在LC正弦波振荡器项目中，振荡电路能够起振必须满足相位和振幅条件，分别表示为如下的表达式： 相位平衡条件：（n=0，1，2，3..........）（1） 振幅起振条件：（2） 1 三点式振荡电路的判断法则及实例 三点式是指振荡管的三个电极分别与振荡回路中的电容C或电感L的三个点相连接，用 电抗来代表电容或者电感。振幅条件涉及具体计算，因此判断无具体参数电路时，只判断相位条件。如图1所示三点式振荡电路，该电路能够起振的相位判断法则表述为：Xbe与Xce是同类电抗（即同为容抗或感抗），则Xcb与Xce、Xbe为异类电抗。 其中，若Xbe与Xce均为电容性质，而Xcb为电感性质，则称该电路为电容三点式；若Xbe与Xce均为电感性质，而Xcb为电容性质，则称该电路为电感三点式。 如图2所示，（a）为一种电容三点式振荡电路图，（b）为其交流通路，根据电路Xbe为C2、Xce为C1，而Xcb为电感L，满足起振相位条件，该电路为电容三点式振荡器。 图2 电容三点式振荡电路 如图3所示，（a）为一种电感三点式振荡电路图，（b）为其交流通路，根据交流电路可知Xbe为L2、Xce为L1，而Xcb为电感C，满足起振相位条件，该电路为电感三点式振荡器。 图3 电感三点式振荡电路
高频电子线路 课程设计说明书（论文）设计题目：电感三点式正弦波振荡器 院别：电气工程学院 专业：电子信息工程技术 姓名：孔令龙 学号：1005040118 班级：电子信息 起讫时间：2012.6.11-6.15 指导教师：韩江宁 黑龙江职业学院
课程设计任务书 学生姓名孔令龙专业班级10级电子信息班学号1005040118 指导教师韩江宁设计地点教室 设计题目电感三点式正弦波震荡器设计 设计任务与要求（包括原始数据、技术参数；设计要求，设计计算说明书（或论文）、图纸、实物样品等）： 任务：采用晶体三极管或集成电路、场效应管构成高频电感三点式正弦波振荡器；额定电源电压5.0V ，电流1～3mA；输出频率 8 MHz （频率具较大的变化范围）；有缓冲级，在100欧姆负载下，振荡器输出电压≥ 1 V ； 要求：1、确定设计方案。查阅资料，画出方框图。 2、单元电路设计。按一定顺序对方框图中各单元电路进行设计。具体工作内容：确定电路结构、主要元器件的功能、主要参数及其基本工作过程。 3、整机电路设计。按着整体功能要求将各个单元电路有机地连接在一起，同时要兼顾各相邻两个电路间的输出或输入信号及相关参数的配合。(整机电路图用A3号图纸绘制) 4、编写设计说明书。说明书包括：设计任务分析、设计方案简述、单元电路及整机电路设计图文材料，整机原理叙述等。 5、格式要求：封皮、目录、正文。从目录页开始进行编号。一律用A4打印纸编写。写好的说明书进行装订后，装于档案袋中。 进度安排（包括时间划分和各阶段主要工作内容） 第1天布置任务分组查阅资料 第2天根据原理电路图进行计算 第3天根据原理电路图进行计算 第4天书写LC调频振荡器的论文(电子版和手写版各一份) 第5天画出设计电路图 院（或教研室）审核意见： 审核人签名及系公章：年月日 任务下达人（签字）韩江宁 年月日 任务接受人 （签字）年月日 备注：1.本任务书由指导教师填写相关栏目，经系审核同意后，交学生根据要求完成设计任务。
改进型电容三点式振荡电路的设计 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FeCl 3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。 关键词：电容三点式、西勒电路、Protel 、印制电路板 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 可近似认为等于谐振回路的固有振荡频率o f ，即 osc 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。 图1所示的振荡器，由于晶体管各电极直接和振荡回路元件L 、1C 、2C 并联，而晶体管的极间电容（主要是结电容）又随外界因素（如温度、电压、电流等）的变化而变化，因此振荡器的频率稳定性不够高。为了提高振荡器的频率稳定性，实际中更多的采用能够减小晶体管与回路之间耦合的改进型电容反馈振荡
振荡电路的用途和振荡条件 不需要外加信号就能自动地把直流电能转换成具有一定振幅和一定频率的交流信号的电路就称为振荡电路或振荡器。这种现象也叫做自激振荡。或者说，能够产生交流信号 的电路就叫做振荡电路。 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 0 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。 振荡器按振荡频率的高低可分成超低频（20 赫以下）、低频（20 赫～200 千赫）、高频（200 千赫～30 兆赫）和超高频（10 兆赫～350 兆赫）等几种。按振荡 波形可分成正弦波振荡和非正弦波振荡两类。 正弦波振荡器按照选频网络所用的元件可以分成LC 振荡器、RC 振荡器和石英晶体振荡器三种。石英晶体振荡器有很高的频率稳定度，只在要求很高的场合使用。在一般家用电器中，大量使用着各种L C 振荡器和RC 振荡器。 LC 振荡器 LC 振荡器的选频网络是LC 谐振电路。它们的振荡频率都比较高，常见电路有3 种。 （1 ）变压器反馈LC 振荡电路 图1 （a ）是变压器反馈LC 振荡电路。晶体管VT 是共发射极放大器。变压器T 的初级是起选频作用的LC 谐振电路，变压器T 的次级向放大器输入提供正反馈信号。接通电源时，LC 回路中出现微弱的瞬变电流，但是只有频率和回路谐振频率f 0 相同的电流才能在回路两端产生较高的电压，这个电压通过变压器初次级L1 、L2 的耦合又送回到晶体管V 的基极。从图1 （b ）看到，只要接法没有错误，这个反馈信号电压是和输入信号电压相位相同的，也就是说，它是正反馈。因此电路的振荡迅速加强并最后稳 定下来。
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。
高频电子线路课程 （论文） 电感反馈振荡器电路设计 院（系）名称电子与信息工程学院专业班级通信122 学号 学生姓名 指导教师 起止时间：2015.06.22—2015.07.04
课程设计（论文）任务及评语 院（系）：电子与信息工程学院教研室：通信工程
摘要 电感反馈式振荡电路是正弦波振荡电路中极为重要的一种。它由晶体管所构成的放大电路，以及由LC所构成的反馈电路所组成的。振荡器是不需要外信号激励，自身将直流电能转换为交流电能的装置。电感反馈式振荡电路是正弦振荡电路中集中要的一种。它能产生各种频率的正弦信号，不但能产生高频信号，也能产生低频信号。 电路由1个放大器和1个反馈网络来组成，产生一定频率的信号，经放大再输出。此反馈网络必须满足三个条件：起振条件，平衡条件和稳定条件。再由两个电感一个电容组成一个电感三点式震荡回路。 电感反馈振荡电路的优点是：由于电感之间存在互感，而且两电感之间耦合很紧，并且正反馈较强，所以容易起振。其次是改变回路电容来调整频率时，基本上不影响电路的反馈系数，比较方便。这种电路的缺点是：与电容反馈振荡电路相比，其输出电压取自电感元件，输出波形不是很好。 关键词：晶体管放大电路；振荡器；高频信号；振荡回路
目录 第1章概论 .......................................................................... 错误！未定义书签。 1.1 电感反馈振荡器应用意义 (1) 1.2 电感反馈振荡器设计的要求及技术指标 (1) 1.3 电感反馈振荡器设计的原理 ................ 错误！未定义书签。 1.4 总体设计方案框图与分析 .................. 错误！未定义书签。第2章电感反馈振荡器设计 .. (3) 2.1 电感反馈振荡器电路设计 (3) 2.2 电感反馈振荡电路参数计算 (5) 2.3 电路性能分析 (8) 第3章设计总结及仿真 (9) 3.1 仿真电路 (9) 3.2 仿真运行结果 (10) 3.3 仿真运行结果分析 (11) 第4章课程设计总结 (12) 参考文献 ................................................................................ 错误！未定义书签。附录I ...................................................................................... 错误！未定义书签。附录II ..................................................................................... 错误！未定义书签。
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。