压控振荡器的电路设计1

A题电压控制LC振荡器论文摘要本系统以89C51最小系统为控制核心，由键控显示、时钟、频率合成、功率放大、自动增益控制、电压峰值检测、频率步进与测量等功能模块组成，其中由单片机控制的全集成化锁相环频率合成器为其核心。

系统实现了频率的产生、测量，输出电压峰值的测量，频率步进的变化，功率输出等各种功能。

特色在于：频率输出的控制上有自动扫频、加减步进选频、直接按键选频及步进可选等功能；输出信号峰值、频率等参数的液晶实时显示；相应集成芯片的使用使电路结构简单明了。

指导老师：杜溪水小组成员：陈妤姗吴丽丽翁亚滨一、方案设计与论证1、LC振荡器的制作方法：方案一：采用常规的电容、电感与分立元件组成振荡器。

它是经典的方法，电路成熟，材料容易采购，也容易制作成功，频率范围也容易实现，甚至它的频率调整可以是连续的。

但它最大的缺点是它的频率稳定度最高也只能达到10-3。

它随温度、时间的变化而变化，未能达到高稳定度的要求。

方案二：一般的频率合成技术采用频率合成器，由手动控制。

它的稳定度提高了，可达到10-5，单纯硬件就可实现，更容易捕捉。

但调整频率，其操作比较麻烦，如再要显示频率，峰值等参数，电路更加复杂。

方案三：采用单片机控制的全集成化的设计。

它增加了单片机程序设计的工作量，调试复杂。

但是它只要再键盘上操作就可输出所需的频率，并直接测量其频率、峰值步进和间距等，使系统的性能有很大的提高。

全集化的设计，大大提高了系统的可靠性、稳定性，如配置温度补偿的晶体振荡器，可使输出频率的稳定性提高到10-6以上。

综合考虑制作要求及实际情况，本系统采用方案三。

2、锁相频率合成模块为了提高LC振荡器输出频率的稳定性，电路采用PLL频率合成技术。

其基本组成如图1：图1（1）集成锁相环频合器的选择方案一：采用串行输入频合器（如MB1504，MC145162），内含参考振荡器、参考分频器、相位检测器、可编程÷N计数器及接收串行输入数据所必需的移位寄存器和锁存电路，其优点是工作频率高，占用单片机的外围接口不多，为实现单片机的其它控制节省了硬件资源。

集成电路（压控振荡器）构成的频率调制器一、实验目的1．进一步了解压控振荡器和用它构成频率调制器的原理。

2．掌握集成电路频率调制器的工作原理。

二、实验主要仪器1．双踪示波器2．频率计3．万用表4．电容表5．实验板G5三、预习要求1．查阅有关集成电路压控振荡器资料。

2．认真阅读指导书，了解566（VCO的单片集成电路）的内部电路及原理。

3．搞清566外接元件的作用。

四、实验原理图9-1为566型单片集成VCO的框图及管脚排列图9-1 556（VCO）的框图及管脚排列图9-1中幅度鉴别器，其正向触发电平定义为V P,反向触发电平定义为V sm，当电容C 充电使其电压V7（566管脚⑦对地的点电压）上升至V sp，此时幅度鉴别器翻转，输出为高电平，从而使内部的控制电压形成电路的输出电压，该电压V O为高电平；当电容C放电时，其电压V7下降，降至V sm时幅度鉴别器再次翻转，输出为低电平从而使V0也变为低电平，用V0的高、低电平控S1和S2两开关的闭合与断开。

V0为低电平时S1闭合，S2断开，这时I 6=I 7=、0，I 0全部给电容充电，使CV 7上升，由于I 0为恒流源，V 7线性斜升，升至V SP 时V 0跳变为高电平，V 0高电平时控制S2闭合，S1断开，恒流源I 0全部流入A 支路，即I 6=I 0，由于电流转发器的特性，B 支路电路流I 7应等于I 6，所以I 7=I 0，该电流由C 放电电流提供，因此V 7线性斜降，V 7降至V Sm 时V 0跳变为低电平，如此周而复始循环下去，I 7及V 0波形如图9-2。

图 9-2566输出的方波及三角的载波频率（或称中心频率）可用外加电阻R 和外加电容C 来确定。

(V 8-V 5)F= (Hz)R.C.V 8其中：R 为时基电阻C 为时基电容V 8是566管脚⑧至地的电压V 5是566管脚⑤至地的电压五、实验内容及步骤实验电路见图9-3U7U0FFVspVsm图9-3 566构成的调频器图 9-4 输入信号电路1．观察R 、C1对频率影响（其中R=R3＋Rp1）。

《EDA 技术》课程设计报告四、自动增益控制电路的设计和Multisim 仿真（9、10、11组）要求：1、反馈环节包括整流、滤波、比较电路。

2、工作频率为低频段，输入信号幅度0-50mV 。

参见模电教材P586、P594五、数字式温度计的设计和Multisim 仿真(12、13组)要求：1、温度传感器采用热敏电阻PT100或PN 结。

2、采用A/D 转换芯片送数码管显示。

参见模电教材P382，A/D 及显示部分参见数电相关章节教材。

六、电容测量电路的设计和Multisim 仿真（14、15组）要求：1、有量程控制。

2、只需输出与电容成正比的交流电压即可。

参见模电教材P594七、路灯控制电路的设计和Multisim 仿真（16）要求：1、控制系统具有迟滞功能以节省能量。

2、采用光耦电路控制路灯。

参见模电教材P476压控振荡电路的设计学生姓名：徐昌、吴天宇、汪小玲 指导教师： 许长安 所 在 系： 电子工程系 所学专业： 电子信息工程 年 级： 20122014 年 6 月目录一、设计任务与要求 (3)二、元器件清单及简介 (3)三、设计原理分析 (5)四、设计中的问题及改进 (8)五、总结 (9)六、参考文献 (9)压控振荡电路的设计一、设计任务与要求1.1课程设计的研究内容本课题的主要研究内容是采用集成运算放大器设计压控振荡器的电路，并使用multisim仿真工具对其进行仿真。

包括压控锯齿波发生器电路、压控矩形波发生器电路、压控三角波发生器电路、压控方波发生器电路。

设计中要掌握电子电路设计的基本方法包括设计步骤、设计公式、参数计算及电子元器件的选择，掌握multisim在电子电路设计中的应用。

1.2 压控振荡器设计要点压控振荡器一般分为晶体压控振荡器和LC压控振荡器对于各种用途的晶体压控振荡和LC压控振荡，设计时应考虑的指标大体上可以分为以下几个方面：1、用运算放大器构成以压控振荡电路（VCO）将模拟电压转换成频率。

1 绪论1.1 压控振荡器原理及发展现状调节可变电阻或可变电容可以改变波形发生电路的振荡频率，要求波形发生电路的振荡频率与控制电压成正比。

这种电路称为压控振荡器，又称为VCO 或u-f 转换电路。

怎样用集成运放构成压控振荡器呢？我们知道积分电路输出电压变化的速率与输入电压的大小成正比，如果积分电容充电使输出电压达到一定程度后，设法使它迅速放电，然后输入电压再给它充电，如此周而复始，产生振荡，其振荡频率与输入电压成正比，即压控振荡器。

其特性用输出角频率0ω与输入控制电压C u 之间的关系曲线(图1.1)来表示。

图中C u 为零时的角频率，（0ω，0）称为自由振荡角频率；曲线在（0ω，0）处的斜率0K 称为控制灵敏度。

使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入控制电压的控制，就可构成一个压控振荡器。

在通信或测量仪器中，输入控制电压是欲传输或欲测量的信号（调制信号）。

人们通常把压控振荡器称为调频器，用以产生调频信号。

在自动频率控制环路和锁相环环路中，输入控制电压是误差信号电压，压控振荡器是环路中的一个受控部件。

图1.1 压控振荡器的控制特性压控振荡器的类型有LC 压控振荡器、RC 压控振荡器和晶体压控振荡器。

对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。

晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄，RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。

压控振荡器（VCO）是一种振荡频率随外加控制电压变化的振荡器，是频率产生源的关键部件。

频率产生源是大多数电子系统必不可少的组成部分，更是无线通信系统的核心。

在许多现代通信系统中，VCO是可调信号源，用以实现锁相环（PLL）和其他频率合成源电路的快速频率调谐。

VCO已广泛用于手机、卫星通信终端、基站、雷达、导弹制导系统、军事通信系统、数字无线通信、光学多工器、光发射机和其他电子系统。