LC正弦波振荡器设计要点
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LC正弦振荡器设计与仿真一、设计任务设计一个LC正弦振荡器,使其产生4的正弦信号。
设计任务要求:f MHZ(1)完整的设计思路,并画出电路图;(2)运用multisim进行仿真分析,并测出其仿真波形。
(3)进行频谱分析,测出其频谱分量;二、设计思路1.正弦振荡器的基本原理振荡器为在不需外加输入信号便能产生输出信号的振荡器。
振荡器按其工作原理可分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。
我们设计振荡器时利用的是前者类型振荡器。
所谓正弦振荡器就是输入直流信号,振荡器输出交流的具有某个特定的频率的正弦信号。
正弦振荡器的应用大致可分为两类:一类为频率的输出,另一类为功率的输出所谓的频率的输出,是指用正弦波振荡器产生准确而稳定的频率信号。
其在无线电通信、广播、电视发射机中用来产生所需要的载波;在功率输出应用中,正弦波振荡器用作高频功率源,如工业用高频加热设备和医用医疗的电疗仪器。
在这类应用中,高效的输出大功率是主要的要求。
一般来说,振荡器工作要求满足一定的平衡、稳定和起振条件,这通过设置电路参数来满足要求。
另外更具振荡的条件,振荡器应包括放大器、选频网络和反馈网络。
2.LC正弦振荡器电路的构成原则凡是采用LC谐振回路作为选频网络的反馈式振荡器成为LC正弦波振荡器。
LC振荡电路形式很多,按反馈网络的形式可分为变压器耦合反馈式、电感或电容反馈式振荡电路两种。
常用的LC正弦振荡器如变压器耦合振荡器、三端式振荡器;其中三端式振荡器又可分为电感三端式和电容三端式振荡器。
变压器耦合振荡器采用LC谐振回路作为选频网络,并利用变压器耦合电路作为反馈网络。
其相位平衡条件是依靠变压器初、次级绕组线圈具有合适的同名端来保证的。
另外比较有名的LC振荡电路为克拉拔振荡器和席勒振荡器。
其提出是基于振荡器的放大器中的晶体管基间的寄生参量(如基间电容、基间电阻)都与电压、环境温度等因素有关,晶体管寄生参量的影响必然影响着振荡器的稳定性下降。
为了减小晶体管的寄生参量的影响,为此就提出了克拉拔振荡器和席勒振荡器。
改进型三点式LC正弦波震荡电路设计姓名班级学号指导教师摘要:振荡器的种类很多,适用的范围也不相同,但它们的基本原理都是相同的,都由放大器和选频网络组成,都要满足起振,平衡和稳定条件。
本次课程设计要求振荡器的输出频率为10Mh z,属于高频范围。
所以选择L C振荡器作为参考对象,再考虑输出频率和振幅的稳定性,最终选择了克拉泼振荡器。
通过OR C A D的设计与仿真,Pr o t e l绘制PC B版图,得到了与理论值比较相近的结果,这表明电路的原理设计是比较成功的,本次课程设计也是比较成功的。
关键词:平衡条件;克拉泼振荡器;OR C AD;P r o t e l;仿真1基本原理电路1.1振荡器的概述在电子线路中,除了要有对各种电信号进行放大的电子线路外,还需要有在没有激励信号的情况下产生周期性振荡信号的电子线路,这种电子线路就是振荡器。
振荡器是一种能量转换器,它不需要外部激励就能自动地将直流电源共给的功率转换为制定频率和振幅的交流信号功率输出。
振荡器一般由晶体管等有源器件和某种具有选频能力的无源网络组成。
振荡器的种类很多,根据工作原理可分为反馈型振荡器和负阻型振荡器,根据所产生的波形可分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器;根据选频网络可分为L C 振荡器﹑晶体振荡器﹑RC 振荡器等1.2振荡器组成原则三点震荡器一般形式振荡器的三极分别与回路的三点相连接,故称三点式振荡器。
1.3振荡器构成参数设:be Z ?、ce Z ?、bcZ ?为纯电抗元件f V ?=be V ?=-ebV ?v F ?=ce beV V ??=-ce eb V V ??=-ceX eb X ??负号表示产生180o 相移,与V b e 和V c e 间的180o 相移合成为360o 相移,满足正反馈条件。
为此,X c e 与X e b 必为同名电抗,而X c b 须是X c e 与X e b 的异名电抗。
2改进型原理电路2.1串联改进型电容三点式振荡器(克拉泼电路)克拉泼电路其中:0f =LC21C=1C 串2C 串3C ,123C C C 、时:3021LC f 即:调整3C 不影响0f ,起振条件与考毕兹相同。
LC振荡器设计与仿真```L───────,──────││──┴──C1C2──┼──││││───┴── Vout ─────┘```电感L与电容C1和C2共同构成了一个谐振回路。
当工作在谐振频率下时,该振荡器的放大倍数达到了最大值,从而始终维持着振荡。
接下来,我们来介绍Colpitts振荡器的设计步骤。
第一步是确定谐振频率。
谐振频率可以根据应用需求来确定,比如,如果需要产生1MHz的正弦波信号,则谐振频率应为1MHz。
第二步是选择电感。
电感的选择应使得谐振频率与电感值相匹配。
电感可以通过计算公式L=1/(4π^2f^2C1C2-1/(C1+C2))^0.5来确定。
其中f为谐振频率,C1和C2为电容值。
第三步是选择电容。
电容的选择一般较为自由,可以根据实际情况选择合适的电容值。
一般来说,较大的电容值可以提高振荡器的稳定性,但会增加电路的体积。
在完成了以上步骤后,就可以进行仿真分析。
可以使用电路仿真软件,如LTspice、Multisim等,对设计的LC振荡器进行仿真。
在仿真中,可以观察振荡器输出的正弦波波形,检查振荡频率是否与设计值相匹配,以及判断振荡器的稳定性。
在仿真分析中,可能会遇到一些问题,比如频率偏移、波形失真等。
这些问题可以通过调整电路参数、增加补偿电路等手段来解决。
总结起来,LC振荡器是一种常用的电路,可以产生稳定的正弦波信号。
在设计LC振荡器时,需要确定谐振频率,选择合适的电感和电容,并进行仿真分析。
通过合理的设计和仿真,可以得到满足需求的LC振荡器电路。
摘要本题目中,振荡器采用输出波形好,频率稳定度高的具有波段切换功能的改进型电容三点式振荡电路。
在每一个波段内,频率的调节是通过改变压控振荡器的变容二极管的直流反压实现的。
采用锁相环频率合成电路,以进一步提高输出频率的稳定度。
为了提高输出功率和效率,功率放大器设计在丙类临界状态。
单片机的任务是进行峰-峰值显示和频率显示。
一、方案论证与比较1、常见LC振荡器制作方案方案一、采用互感耦合振荡器形式。
调基电路振荡频率在较宽的范围改变时,振幅比较稳定。
调发电路只能解决起始振荡条件和振荡频率的问题,不能决定振幅的大小。
调集电路在高频输出方面比其它两种电路稳定,幅度较大谐波成分较小。
互感耦合振荡器在调整反馈(改变耦合系数)时,基本上不影响振荡频率。
但由于分布电容的存在,在频率较高时,难于做出稳定性高的变压器,而且灵活性较差。
方案二、采用电感三点式振荡。
由于两个电感之间有互感存在,所以很容易起振。
另外,改变谐振回路的电容,可方便地调节振荡频率,由于反馈信号取自电感两端压降,而电感对高次谐波呈现高阻抗,故不能抑制高次谐波的反馈,因此振荡器输出信号中的高次谐波成分较大,信号波形较差。
方案三、采用电容三点式振荡器。
电容三点式振电路的基极和发射极之间接有电容,反馈信号取自电容两端,它对谐波的阻抗很小,谐波电压小,因而使集电路电流中的谐波分量和回路的谐波电压都较小。
反馈信号取自电容两端,由于电容对高次谐波呈现较小的容抗,因而反馈信号中高次谐波分量小,故振荡输出波形好。
考虑到本设计中要求频带较宽,输出波形良好,拟选择方案三。
2、调谐方案方案一、手动调谐。
通过手动调节双联电容来改变输入回路的谐振和本振频率,或调节精密电位器产生一定的偏压从而改变变容二极管的结电容,使谐振频率发生变化。
其优点是调谐简单,可以根据实际情况进行精细调节;缺点是难以实现一些智能功能,而且由于频率的稳定度取决于LC振荡,而LC 振荡的频率稳定度较低,导致本振频率漂移严重,性能不够稳定。
实验三 LC正弦波振荡器一、实验目的1.熟悉电容三点式振荡器(考毕兹电路)、改进型电容三点式振荡器(克拉泼电路及西勒电路)的电路特点、结构及工作原理。
2.掌握振荡器静态工作点调整方法。
3.掌握晶体管(振荡管)工作状态、反馈大小对振荡幅度与波形的影响。
4.掌握改进型电容三点式正弦波振荡器的工作原理及振荡性能的测量方法。
5.掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。
5.比较不同LC振荡器和晶体振荡器频率稳定度,加深振荡器频率稳定度的理解。
二、预习要求1.复习LC振荡器的工作原理。
2.分析图3-7电路的工作原理,及各元件的作用,并按小信号调谐放大器模的 (设晶体管的β值为100)。
式设置晶体管静态工作点,计算电流IC仿真要求:1.按图3-7构建仿真电路,实现各种结构的振荡器2.以克拉泼电路振荡器为原型,改变振荡回路参数测量振荡器输出3.改变反馈系数,观测振荡器输出4.改变负载电阻,观测振荡器输出5.试构建西勒电路,完成2-4内容。
三、实验内容:1)分析电路结构,正确连接电路,使电路分别构成三种不同的振荡电路。
2)研究反馈大小及工作点对振荡器电路振荡频率、幅度及波形的影响。
3)研究振荡回路Q值变化对频率稳定度的影响4)研究克拉泼电路中电容C1003-1、C1003-2、C1003-3对振荡频率及幅度的影响。
5)研究西勒电路中电容C1004对振荡频率及幅度的影响。
四、实验原理1.实验原理:振荡器是一种在没有外来信号的作用下,能自动地将直流电源的能量转换为一定波形的交变振荡能量的装置。
根据振荡器的特性,可将振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类,LC振荡器属于反馈式振荡器。
工作时它应满足两个条件:i.相位条件:反馈信号必须与输入信号同相,以保证电路是正反馈电路,即电路的总相移Σφ=φk+φF=n×3600。
ii.振幅条件:反馈信号的振幅应大于或等于输入信号的振幅,即│ẢF1,式中Ả为放大倍数,F为反馈系数。
通信基本电路课程设计报告设计题目:LC正弦波振荡器设计专业班级电信10-03学号 ************学生姓名王勇指导教师高娜教师评分2012年12月4日目录第一章设计任务与要求 (3)1.1. 设计任务 (3)1.2. 设计要求 (3)第二章总体方案 (3)2.1振荡器的选择 (3)2.2信号输出波形的仿真选择 (4)第三章电路工作原理 (4)3.1 LC三点式振荡组成原理图 (4)3.2 起振条件 (5)3.3 频率稳定度 (5)3.4 总原理图 (6)3.5 LC振荡模块设计 (7)第四章电路制作和调试 (12)4.1元器清单 (12)4.2 按设计电路安装元器件 (14)4.3 测试点选择 (14)4.4调试 (14)4.5 实验结果与分析 (15)4.6频率稳定度 (16)第五章总结 (16)第六章参考文献 (17)第一章设计任务与要求1.1 设计任务(1).熟悉LC正弦波振荡器的工作原理,以及示波器的原理及用法。
(2).掌握LC正弦波振荡器的基本设计方法。
(3).理解LC正弦波振荡回路并掌握LC振荡器的设计,装载,调试,及其主要性能参数的测试方法和如何选择电路的测试点。
(4).了解外界因素、元件参数对振荡器工作稳定性及频率稳定度的影响情,以便提高振荡器的性能。
1.2 设计要求(1).设计一个LC正弦波频振荡器。
(2).利用三端式振荡器原理产生正弦波信号,采用的具体电路不限。
要求给出所选电路的优点和缺点并通过测量值进行证明。
也可以进行不同三端式振荡器的性能比较。
(3).了解电路分布参数的影响及如何正确选择电路的静态工作点。
(4).电路的基本原理,LC正弦波振荡器是各种接收机和发射机中一种常见的电路,常用作载波振荡、本振混频振荡等。
其典型形式为“三点式”振荡电路,其电路简单、频率稳定度高,它的工作原理是在正反馈的基础上,将直流电源提供的能量变成正弦交流输出。
(5).选择所需的方案,画出有关的电路原理图。
LC振荡器设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解LC振荡器的基本原理和工作机制;2. 掌握LC振荡器的电路组成和各部分功能;3. 学会使用公式计算LC振荡器的频率、品质因数等参数;4. 了解LC振荡器在不同应用场景下的设计要点。
技能目标:1. 能够正确绘制LC振荡器的电路图;2. 学会使用仿真软件对LC振荡器进行仿真测试;3. 能够根据实际需求,设计并搭建简单的LC振荡器电路;4. 掌握对LC振荡器性能进行评估的方法。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子电路的兴趣和热情,增强学习动力;2. 培养学生团队协作精神,学会与他人共同解决问题;3. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性;4. 引导学生关注科技创新,认识到电子技术在实际应用中的价值。
课程性质:本课程为电子技术专业课程,旨在让学生掌握LC振荡器的设计和应用。
学生特点:学生具备一定的电子电路基础,具有较强的动手能力和求知欲。
教学要求:结合理论教学与实践操作,注重培养学生实际设计能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为后续相关课程的学习打下坚实基础。
二、教学内容1. LC振荡器基本原理:介绍LC振荡器的概念、工作原理,分析振荡条件,探讨维持振荡的必要条件。
教材章节:第二章第二节2. LC振荡器电路组成:讲解LC振荡器的电路结构,包括电感、电容元件,以及放大器的功能。
教材章节:第二章第三节3. LC振荡器参数计算:引导学生学会计算LC振荡器的频率、品质因数等关键参数。
教材章节:第二章第四节4. LC振荡器设计方法:介绍LC振荡器的设计步骤,分析影响振荡器性能的因素,如元件选择、电路布局等。
教材章节:第二章第五节5. 仿真软件应用:教授学生使用Multisim、Proteus等仿真软件对LC振荡器进行仿真测试。
教材章节:第三章第一节6. LC振荡器实践操作:指导学生根据设计要求,搭建LC振荡器电路,并进行性能测试。
正弦波振荡器(LC 振荡器和晶体振荡器)实验一、实验目的1.掌握电容三点式LC 振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理,熟悉其各元件的功能; 2.掌握LC 振荡器幅频特性的测量方法;3.熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响;通过实验进一步了解调幅的工作原理。
4.了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响,感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。
正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。
在信息传输系统的各种发射机中,就是把主振器(振荡器)所产生的载波,经过放大、调制而把信息发射出去的。
在超外差式的各种接收机中,是由振荡器产生一个本地振荡信号,送入混频器,才能将高频信号变成中频信号。
振荡器的种类很多。
从所采用的分析方法和振荡器的特性来看,可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。
此实验只讨论反馈式振荡器。
根据振荡器所产生的波形,又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。
此实验只介绍正弦波振荡器。
常用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,这就是反馈振荡器。
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。
(1)反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例,分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理,其原理电路如图2-1所示。
b V bE cE -1L 2L f V bV '+-图 2-1反馈型正弦波自激振荡器原理电路当开关K 接“1”时,信号源b V 加到晶体管输入端,构成一个调谐放大器电路,集电极回路得到了一个放大了的信号F V 。
当开关K 接“2”时,信号源b V 不加入晶体管,输入晶体管是F V 的一部分b V '。
通信基本电路课程设计报告设计题目:LC正弦波振荡器设计专业班级电信10-03学号 ************学生姓名王勇指导教师高娜教师评分2012年12月4日目录第一章设计任务与要求 (3)1.1. 设计任务 (3)1.2. 设计要求 (3)第二章总体方案 (3)2.1振荡器的选择 (3)2.2信号输出波形的仿真选择 (4)第三章电路工作原理 (4)3.1 LC三点式振荡组成原理图 (4)3.2 起振条件 (5)3.3 频率稳定度 (5)3.4 总原理图 (6)3.5 LC振荡模块设计 (7)第四章电路制作和调试 (12)4.1元器清单 (12)4.2 按设计电路安装元器件 (14)4.3 测试点选择 (14)4.4调试 (14)4.5 实验结果与分析 (15)4.6频率稳定度 (16)第五章总结 (16)第六章参考文献 (17)第一章设计任务与要求1.1 设计任务(1).熟悉LC正弦波振荡器的工作原理,以及示波器的原理及用法。
(2).掌握LC正弦波振荡器的基本设计方法。
(3).理解LC正弦波振荡回路并掌握LC振荡器的设计,装载,调试,及其主要性能参数的测试方法和如何选择电路的测试点。
(4).了解外界因素、元件参数对振荡器工作稳定性及频率稳定度的影响情,以便提高振荡器的性能。
1.2 设计要求(1).设计一个LC正弦波频振荡器。
(2).利用三端式振荡器原理产生正弦波信号,采用的具体电路不限。
要求给出所选电路的优点和缺点并通过测量值进行证明。
也可以进行不同三端式振荡器的性能比较。
(3).了解电路分布参数的影响及如何正确选择电路的静态工作点。
(4).电路的基本原理,LC正弦波振荡器是各种接收机和发射机中一种常见的电路,常用作载波振荡、本振混频振荡等。
其典型形式为“三点式”振荡电路,其电路简单、频率稳定度高,它的工作原理是在正反馈的基础上,将直流电源提供的能量变成正弦交流输出。
(5).选择所需的方案,画出有关的电路原理图。
第二章总体方案2.1振荡器的选择LC振荡器的电路种类比较多,根据不同的反馈方式,又可分为互感反馈振荡器,电感反馈三点式振荡器,电容反馈三点式振荡器,其中互感反馈易于起振,但稳定性差,适用于低频,而电容反馈三点式振荡器稳定性好,输出波形理想,振荡频率可以做得较高。
所以选择电容反馈三点式振荡器是不容置疑的,而电容反馈三点式振荡器又分为考毕兹振荡器,克拉波振荡器,西勒振荡器。
LC振荡器是一种能量转换器,由晶体管等有源器件和具有选频作用的无源网络及反馈网络组成,其框图如图1所示。
放大电路选频网络输出正反馈网络图1 振荡器框图2.2信号输出波形的仿真选择方案一:三种振荡器输出信号波形全部用Multisim仿真软件得出。
方案二:考毕兹振荡器的输出波形由仿真软件得出,其余两种振荡器由计算得出频率,画出相应的波形。
经比较用仿真软件得出的波形比较直观简单而且准确,即选择方案一。
第三章电路工作原理3.1 LC三点式振荡组成原理图其振荡频率f=LC π21。
当1X 和2X 为容性,3X为感性时称为电容反馈振荡器,其中C=2121C C C C +;当1X 和2X 为感性,3X为容性时称为电容反馈振荡器,其中 L=1L +2L .3.2 起振条件X1,X2必须是同性质的电抗,X3必须是异性质电抗,并且必须满足下面的关系:X3= —(X1+X2)根据起振条件,可以推导出三极管的跨导gm 应满足下面的不等式:fu10ugi f m k /g g k g ⎪⎭⎫ ⎝⎛'>++上式中:fuk = X2/ X1 ——反馈系数g1 ——为三极管b —e 间的输入电导 g0 ——为三极管c —e 间的输出电导'1g ——为三极管c —e 间的负载电导和回路损耗电导之和。
上式表明,起振时gm 与fuk 、 g0、g1、'1g 等有关。
若管子参数和负载确定后,fuk 大小应合适,否则不易满足起振条件。
另外,还必须考虑到频率稳定度和振荡幅度等要求。
3.3 频率稳定度频率稳定度是表示在一定时间范围内或一定的温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度。
若频率相对变化越小,就表明振荡频率稳定度越高,否则稳定度就差。
由上述讨论知道,因为振荡回路元件是决定频率的主要因素,所以要提高频率稳定度,就是要设法提高振荡回路的标准性。
因此除了采用高稳定和高Q (因为Q 值越大相频特性曲线在f 附近的斜率越大,选频特性就越好)的回路电容及电感外,还可以采用负温度系数元件实现温度补偿,或采用部分接入,以减小管子极间电容和分布电容对振荡回路频率的影响。
由分析和实验知道,LC 谐振回路的标准性和Q 值都不高,频率稳定度不高于410-数量级,而石英晶体标准性Q 值都很高,接入系数也很小。
频率稳定度可达610-数量级。
3.4 总原理图27kR33kR41k图2 考毕兹振荡器24k 56kR33kR41k图3 克拉泼振荡器24k56kR33kR41k图4 西勒振荡器[1]3.5 LC 振荡模块设计LC 振荡电路采用三点式振荡,电容反馈三点式振荡器又分为考毕兹振荡器,克拉波振荡器,西勒振荡器。
方案一:考毕兹振荡器R15.1kR227kR33kR41kR55.1kL110uHC1100pFC2100pFC31nFC40.1uFC51nFC610nFC710nFL2300mHV112 V7368Q22N2222A214图4 考毕兹振荡器图3 考毕兹振荡器输出信号波形理论计算振荡器的频率为f ≈21212)(21C C C C L +π≈7MHz观察到的振荡波形如图3所示,从波形看出其震荡极不稳定,测试其波形频率为f ≈9101551-⨯=6.5MHz调解C1C2改变频率时,反馈系数也改变。
方案二:克拉泼振荡器克拉泼振荡器其振荡频率为f=LC π21,式中C=3211111C C C ++,此电路的频率稳定度较好,但在振荡范围较宽时,输出幅度不均匀,且频率升高后不易起振,其主要用于固定频率或波段范围较窄的场合。
电容三点式改进型“克拉泼振荡器”如图4所示。
24k 56kR33kR41k图4 克拉泼振荡器克拉泼振荡器的频率为f=3221C L π (C 1〉〉C 3,C 2〉〉C 3)电路中C3为可变电容,调整它即可在一定范围内调整期振荡频率。
输出信号的幅值、频率等用时时监测法测试,调整C3观测震荡信号的波形和频率变化。
观察到的振荡波形如图5所示:图5 克拉泼振荡器输出信号波形方案三:西勒振荡器西勒振荡器其振荡频率为f=LC π21,式中C=3211111C C C +++4C ,这种振荡器较易起振,振荡频率也较为稳定,波形失真较小,当参数设置得当时,其频率覆盖系数较大。
电容三点式的改进型“西勒振荡器”如图6所示。
24k56kR33kR41k图6 西勒振荡器其振荡器的频率为f=)(21362C C L +π (C 1〉〉C 6,C 2〉〉C 6)输出信号的幅值、频率等用实时监测法测试,调整C6、C3观测震荡信号的波形和频率变化。
图7西勒振荡器输出波形基于以上分析,西勒振荡器输出波形较好故选用方案三。
第四章电路制作和调试4.1元件清单元件序号型号主要参数数量备注R1 (图2) 5.1KΩ 1R2(图2)27 KΩ 1R3(图2) 3.0 KΩ 1R4(图2) 1.0 KΩ 1R5(图2) 5.1 KΩ 1C1(图2)100pF 1C2(图2)100 pF 1高频信号发生器 QF1055A 1台数字示波器 TDS210 1台频率特性测试仪 BT-3C 1台数字万用表 M300817 1台直流稳压电源 HY1711-2 1台超高频毫伏表 DA22A4.2 按设计电路安装元器件由于调频振荡器的工作频率较高,晶体管的结电容、引线电感、分布电容及测量仪器对电路的性能影响均不能忽略。
因此,在电路装调及测试时应尽量减小这分布参数的影响。
安装时应合理布局,减小分布参数的影响。
电路元件不要排得太松,引线尽量不要平行,否则会在元件或引线之间产生一点的分布参数,引起寄生反馈。
多级放大器应排成一条直线,尽量减小未级和前级之间的耦合。
地线应尽可能粗,以减小分布电感引起的高频损耗,制印刷电路板时,地线的面积应尽量大。
为减小电源内阻形成的寄生反馈,应采用滤波电容(C)及滤波电感(L)组成的(∏)型或(T)型滤波电路,一般(L)为几十微亨至几百微亨,(C)为几百皮法至几十千皮法。
4.3 测试点选择正确选择测试点,减小仪器对被测电路的影响。
在高频情况下,测量仪器的输入阻抗(包含电阻和电容)及连接电缆的分布参数都有可能影响被测电路的谐振频率及谐振回路的Q值,为尽量减小这种影响,应正确选择测试点,使仪器的输入阻抗远大于电路测试点的输出阻抗。
对于图2所示电路,高频电压表接于C点,示波器接于E点,数字频率计接于A点,(C4)的值要小,以减小数字频率计的输入阻抗对谐振回路的影响。
所有测量仪器如高频电压表,示波器,扫描仪,数字频率计等的地线及输入电缆的地线都要与被测电路的地线连接好,接线尽量短。
4.4 调试一般高频电路的实验板应为印刷电路板,以保证元器件可靠焊接及连接导线固定,使电路的分布参数基本固定。
高频电路的调试方法与低频电路的调试方法基本相同,也是先调整静态工作点,然后观测动态波形并测量电路的性能参数。
所不同的是按照理论公式计算的电路参数与实际参数可能相差较大,电路的调试要复杂一些。
振荡电路接通电源后,有时不起振,或者在外界信号强烈触发下才起振(硬激励),在波段振荡器中有时只在某一频段振荡,而在另一频段不振荡等。
所有这些现象无非是没有满足相位平衡条件或振幅平衡条件。
如果在全波段内不振荡,首先要看相位平衡条件是否满足。
对三端振荡电路要看是否满足对应的相位平衡判断标准。
此外,还要在振幅平衡条件所包含的各种因素中找原因。
4.5 实验结果与分析1.静态工作点选的太小,电源电压过底,使振荡管放大倍数太小。
2.负载太重,振荡管与回路间耦合过紧,回路Q值太低。
3.回路特性阻抗ρ或介入系数pce太小,使回路谐振阻抗RO太低。
4.反馈系数kf 太小,不易满足振幅平衡条件。
但kf 并非越大越好,应适当选取。
5.有时在某一频段内高频端起振,而低频端不起振,这多半是在用调整回路电容来改变振荡频率的电路中,低端由于C 增大而L/C 下降,致使写真阻抗降低所起。
反之,有时低端振高端不振,原因可能有:(1)选用晶体管fT 不够高。
(2)管的电流放大倍数β太小。
(3)低端已处于起振的临界边缘状态,在高频工作时晶体管输入电容CBE 的作用使反馈减弱,或者是由于CB ’E 的反馈作用显著等。
4.6频率稳定度小时/105/30-⨯≤∆f fLC 谐振回路的标准性和Q 值都不高,频率稳定度不高于410-数量级,而石英晶体标准性Q 值都很高,接入系数也很小。