压控超高频振荡器电路
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前言 (1)1高频压控振荡器设计原理压控振荡器 (2)1.1工作原理 (2)1.2变容二极管压控振荡器的基本工作原理 (2)2高频压控振荡器电路设计 (4)2.1设计的资料及设备 (4)2.2变容二极管压控振荡器电路的设计思路 (4)2.3变容二极管压控振荡器的电路设计 (5)2.4实验电路的基本参数 (6)2.5实验电路原理图 (7)3高频压控振荡器电路的仿真 (7)3.1M ULTISIM软件简介 (8)3.2M ULTISIM界面介绍 (9)3.2.1电路仿真图 (10)3.2.2压控振荡器的主要技术指标 (10)3.3典型点的频谱图 (10)4高频压控振荡器电路实现与分析 (16)4.1实验电路连接 (16)4.2实验步骤 (16)4.3实验注意事项 (19)4.4硬件测试 (19)5心得体会 (21)参考文献 (22)压控振荡器广泛应用于通信系统和其他电子系统中,在LC振荡器决定振荡器的LC 回路中,使用电压控制电容器(变容管),可以在一定的频率范围内构成电调谐振荡器。
这种包含有压控元件作为频率控制器件的振荡器就称为压控振荡器。
它广泛应用与频率调制器、锁相环路以及无线电发射机和接收机中。
压控振荡器是锁相环频率合成器的重要组成单元,在很大程度上决定了锁相环的性能。
在多种射频工艺中,COMS工艺以高集成度、低成本得到广泛的应用。
压控振荡器(VCO)在无线系统和其他必须在一个范围的频率内进行调谐的通信系统中是十分常见的组成部分。
许多厂商都提供VCO产品,他们的封装形式和性能水平也是多种多样。
现代表面的贴装的射频集成电路(RFIC)VCO继承了近百来工程研究成果。
在这段历史当中。
VCO技术一直在不断地改进中,产品外形越来越小而相位噪声和调谐线性度越来越好。
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。
《高频电子线路》晶体振荡器与压控振荡器实验一、实验目的1、掌握晶体振荡器与压控振荡器的基本工作原理。
2、比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。
二、实验内容1、熟悉振荡器模块各元件及其作用。
2、分析与比较LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。
3、改变变容二极管的偏置电压,观察振荡器输出频率的变化。
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1、晶体振荡器:将开关S2拨为“00”,S1拨为“10”,由N1、C3、C10、C11、晶体CRY1与C4构成晶体振荡器(皮尔斯振荡电路),在振荡频率上晶体等效为电感。
2、LC压控振荡器(VCO):将S2拨为“10”或“01”,S1拨为“01”,则变容二极管D1、D2并联在电感L1两端。
当调节电位器W2时,D1、D2两端的反向偏压随之改变,从而改变了D1和D2的结电容C j,也就改变了振荡电路的等效电感,使振荡频率发生变化。
3、晶体压控振荡器:开关S2拨为“10”或“01”,S1拨为“10”,就构成了晶体压控振荡器。
图6-1 正弦波振荡器(4.5MHz)五、实验步骤1、(选做)温度对两种振荡器谐振频率的影响。
1)将电路设置为LC振荡器(S1设为“01”),在室温下记下振荡频率。
(频率计接于P1处。
)2)将加热的电烙铁靠近振荡管N1,每隔1分钟记下频率的变化值。
3)开关S1交替设为“01”(LC振荡器)和“10”(晶体振荡器),并将数据记于表6-1。
表6-1 振荡器数据对比记载表2、两种压控振荡器的频率变化范围比较1)将电路设置为LC压控振荡器(S1设为“01”),频率计接于P1,直流电压表接于TP7。
2)将W2调节从低阻值、中阻值、高阻值位置(即从左→中间→右顺时针旋转),分别将变容二极管的反向偏置电压、输出频率记于下表中。
将电路设置为晶体压控振荡器(S1拨为“10”),重复步骤2),将测试结果填于下表。
3)六、实验报告要求1、比较所测数据结果,结合新学理论进行分析。
高频振荡电路的工作原理嘿,朋友们!今天咱来聊聊高频振荡电路的工作原理,这可真是个神奇又有趣的玩意儿啊!你看啊,高频振荡电路就好像是一个不知疲倦的小音乐家,一直在那欢快地演奏着特定频率的旋律。
它是怎么做到的呢?其实啊,就像是一场精彩的舞蹈表演。
电路里的电感和电容,那就是这场舞蹈的主角呀!电感就像是一个有弹性的大力士,能储存和释放能量;电容呢,则像个灵活的小精灵,能快速地充电和放电。
它们俩呀,一唱一和,配合得那叫一个默契。
当电容开始充电时,就好像小精灵在积攒力量,能量一点点地积累起来。
然后呢,突然,电容把储存的能量释放出来,就像小精灵猛地发力一跳,这股能量就通过电感这个大力士传递出去啦。
电感接到这股能量后,也不甘示弱,把它储存起来,然后再释放,如此循环往复。
这不就像是我们跳绳一样吗?绳子甩起来,我们跳起来,一上一下,有节奏得很呢!而高频振荡电路的频率,就取决于电感和电容的大小啦。
它们就像是决定音乐节奏快慢的关键因素。
你说神奇不神奇?这小小的电路里竟然藏着这么多的奥秘!而且啊,高频振荡电路的应用那可广泛了去了。
比如在无线电通信中,它可是立下了汗马功劳呢。
没有它,我们怎么能听到远方传来的声音,看到精彩的电视节目呢?还有在一些电子设备中,高频振荡电路就像是设备的心脏,为它们提供着源源不断的动力。
就好像汽车没有了发动机,还怎么跑起来呀!所以说啊,可别小瞧了这高频振荡电路,它虽然看起来不起眼,但作用可大着呢!它就像是一个默默奉献的幕后英雄,为我们的现代生活带来了诸多便利。
朋友们,现在你们是不是对高频振荡电路的工作原理有了更清楚的认识呢?是不是觉得电子世界更加奇妙了呢?我反正是这么觉得的!以后再看到那些电子设备,可别只是觉得它们很酷,要想想里面说不定就有高频振荡电路在辛勤工作呢!原创不易,请尊重原创,谢谢!。
前言 (1)1高频压控振荡器设计原理压控振荡器 (2)1.1工作原理 (2)1.2变容二极管压控振荡器的基本工作原理 (2)2高频压控振荡器电路设计 (4)2.1设计的资料及设备 (4)2.2变容二极管压控振荡器电路的设计思路 (4)2.3变容二极管压控振荡器的电路设计 (5)2.4实验电路的基本参数 (6)2.5实验电路原理图 (7)3高频压控振荡器电路的仿真 (7)3.1M ULTISIM软件简介 (8)3.2M ULTISIM界面介绍 (9)3.2.1电路仿真图 (10)3.2.2压控振荡器的主要技术指标 (10)3.3典型点的频谱图 (10)4高频压控振荡器电路实现与分析 (16)4.1实验电路连接 (16)4.2实验步骤 (16)4.3实验注意事项 (19)4.4硬件测试 (19)5心得体会 (21)参考文献 (22)压控振荡器广泛应用于通信系统和其他电子系统中,在LC振荡器决定振荡器的LC 回路中,使用电压控制电容器(变容管),可以在一定的频率范围内构成电调谐振荡器。
这种包含有压控元件作为频率控制器件的振荡器就称为压控振荡器。
它广泛应用与频率调制器、锁相环路以及无线电发射机和接收机中。
压控振荡器是锁相环频率合成器的重要组成单元,在很大程度上决定了锁相环的性能。
在多种射频工艺中,COMS工艺以高集成度、低成本得到广泛的应用。
压控振荡器(VCO)在无线系统和其他必须在一个范围的频率内进行调谐的通信系统中是十分常见的组成部分。
许多厂商都提供VCO产品,他们的封装形式和性能水平也是多种多样。
现代表面的贴装的射频集成电路(RFIC)VCO继承了近百来工程研究成果。
在这段历史当中。
VCO技术一直在不断地改进中,产品外形越来越小而相位噪声和调谐线性度越来越好。
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。
课程设计任务书学生姓名:助人为乐专业班级:不计得失指导教师:一定过工作单位:信息工程学院题目:正弦波压控振荡器初始条件:计算机、Proteus软件、Cadence软件要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、课程设计工作量:2周2、技术要求:(1)学习Proteus软件和Cadence软件。
(2)设计一个正弦波压控振荡器电路。
(3)利用Cadence软件对该电路设计原理图并进行PCB制版,用Proteus软件对该电路进行仿真。
3、查阅至少5篇参考文献。
按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告书。
全文用A4纸打印,图纸应符合绘图规范。
时间安排:2013.11.11做课设具体实施安排和课设报告格式要求说明。
2013.11.11-11.16学习Proteus软件和Cadence软件,查阅相关资料,复习所设计内容的基本理论知识。
2013.11.17-11.21对高频正弦波压控振荡器电路进行设计仿真工作,完成课设报告的撰写。
2013.11.22 提交课程设计报告,进行答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要................................................... 错误!未定义书签。
1绪论................................................ 错误!未定义书签。
2软件介绍............................................ 错误!未定义书签。
2.1Proteus软件介绍............................... 错误!未定义书签。
2.2Cadence软件介绍............................... 错误!未定义书签。
3正弦波压控震荡器设计................................ 错误!未定义书签。
压控高频LC振荡器的设计1.设计指标确定在进行压控高频LC振荡器的设计之前,首先需要确定设计指标,包括工作频率范围、输出功率要求、频率调节范围和线性度要求等。
这些指标将对后续电路设计和元器件选型起到指导作用。
2.选择适当的拓扑结构常用的压控高频LC振荡器的拓扑结构有Colpitts振荡器、Hartley振荡器和Clapp振荡器等。
选择适当的拓扑结构要考虑到电路的稳定性、频率调节范围和输出功率等要求。
3.选择合适的元器件根据设计指标选择合适的电感和电容元器件。
电感元器件的选择要考虑到自谐振频率、质量因数和电流容量等要求;电容元器件的选择要考虑到质量因数、频率特性和容量等要求。
此外,还需要选择适当可变电容器,用于调节输出频率。
4.确定反馈网络5.确定控制电压范围6.进行仿真和优化在进行实际电路设计之前,可以使用电路仿真软件进行仿真和优化。
通过调整电路参数和元器件值,可以得到满足设计指标的电路性能。
7.搭建实际电路根据仿真结果,搭建实际的压控高频LC振荡器电路。
在搭建过程中需要注意电路的布局和阻抗匹配,以确保电路的稳定性和性能。
8.调试和测试完成电路搭建后,进行调试和测试。
使用频谱分析仪等测试设备,对电路的输出频率、功率、调节范围、线性度和稳定性等进行测试和评估。
9.总结和改进根据实际测试结果,对电路进行总结和改进。
针对存在的问题,如频率偏差、谐波增益和杂散等,采取相应的改进措施,优化电路性能。
通过以上的设计步骤,可以完成压控高频LC振荡器的设计。
在实际设计中,还需要深入理解电路原理和熟悉各种元器件的性能特点,以达到更好的设计效果。
压控制振荡器设计报告一、引言压控制振荡器(Voltage-Controlled Oscillator,简称VCO)是一种电子振荡器,用于产生具有可调频率的连续波形。
VCO在通信系统、频率合成器、调频调相调幅设备等领域广泛应用。
本报告旨在设计一种基于压控制振荡器的电路,实现频率可调的连续波形输出。
二、设计原理1.振荡器核心部分:振荡器核心部分采用LC谐振电路或RC谐振电路。
当输入的信号幅度和频率满足振荡器稳定条件时,振荡器可以产生连续波形输出。
其中,频率由LC谐振电路的电感和电容值决定,或者由RC谐振电路的电阻和电容值决定。
2.频率调节器:频率调节器通过对振荡器核心电路进行正反馈增益调整,使得振荡器输出的频率可以根据输入的电压进行调节。
常用的频率调节器包括:电阻调节器、电容调节器和电感调节器。
3.输出级:输出级用于放大振荡器核心电路产生的波形,并驱动输出负载。
输出级一般由放大器和输出缓冲电路组成。
三、设计步骤根据以上设计原理,压控制振荡器的设计步骤如下:1.选择振荡器核心电路:根据设计需求选择适合的LC谐振电路或RC谐振电路作为振荡器核心电路。
LC谐振电路适用于高频率振荡器设计,而RC谐振电路适用于低频率振荡器设计。
2.设计频率调节器:根据输入电压和输出频率之间的关系,设计合适的频率调节器。
可以根据实际需求选择电阻调节器、电容调节器或电感调节器。
3.设计输出级:根据输出负载的要求,设计合适的放大器和输出缓冲电路。
输出级应能够实现对振荡器核心电路产生的波形进行放大,并具有足够的驱动能力。
四、实验结果在实际设计中,我们选择了LC谐振电路作为振荡器核心电路,电阻调节器作为频率调节器,放大器和输出缓冲电路作为输出级。
我们通过仿真和实验验证了设计的可调频率的连续波形输出,并测试了输出波形的稳定性和驱动能力。
仿真结果显示,我们设计的压控制振荡器在不同输入电压下可以产生相应频率的连续波形输出,频率调节范围满足设计要求。
超高频信号发生器的原理和工作原理解析超高频信号发生器是一种能够产生高频信号的设备,广泛应用于无线通信、电子测量、雷达、无线电电视等领域。
在本文中,我们将深入探讨超高频信号发生器的原理和工作原理。
1. 超高频信号发生器的原理超高频信号发生器的原理基于振荡电路的工作原理。
振荡电路是一种能够产生连续震荡信号的电路,在超高频信号发生器中,主要采用谐振回路作为振荡器。
谐振回路由电感、电容和电阻组成,其中电感和电容用于存储电能,电阻用于阻尼振荡。
当电能在电感和电容之间循环流动时,将产生振荡信号。
超高频信号发生器通常使用压控振荡器(VCO)来控制频率,通过改变电容或电感的数值来调整输出信号频率。
超高频信号发生器还常使用晶体振荡器来提供稳定且精确的基准频率。
晶体振荡器利用晶体的机械振动特性产生高稳定性的频率,这个频率之后通过倍频电路进行倍频,得到所需的超高频信号。
2. 超高频信号发生器的工作原理超高频信号发生器的工作原理主要包括振荡电路的激励、放大和输出阶段。
首先,在激励阶段,超高频信号发生器通过外部的参考信号(一般为一个较低频率的参考信号)来激励振荡电路。
这个参考信号将通过倍频电路或锁相环电路放大到所需的频率,然后与振荡电路的输出信号进行比较,并通过反馈回路来维持振荡电路的稳定工作。
其次,在放大阶段,超高频信号发生器将使用放大器来增强振荡电路的输出信号。
放大器通常采用高频功率放大器,以确保输出信号的幅度和质量。
高频功率放大器使用功率放大技术,通过提供足够的电流和电压使得高频信号能够在大范围内传输。
最后,在输出阶段,超高频信号发生器将通过天线或其他适配器将信号输出到目标设备或电路中。
输出信号的频率和功率将根据设备和应用的要求进行调整和控制。
3. 简述超高频信号发生器的应用超高频信号发生器作为一种高性能、高频率的信号源,在许多领域中具有广泛的应用。
在无线通信领域,超高频信号发生器用于测试和调试无线电设备、通信系统和终端设备。
压控振荡器的电路设计1压控振荡器的电路设计1压控振荡器(Voltage Controlled Oscillator,VCO)是一种能够根据控制电压的变化产生频率变化的电子电路。
它在通信系统、频率合成器、频率调谐器等领域有着广泛的应用。
本文将详细介绍压控振荡器的电路设计。
首先,我们需要确定所需的压控振荡器的频率范围、频率稳定度、功率要求等参数。
然后,根据这些参数选择适合的振荡器拓扑结构。
常见的压控振荡器拓扑结构有基准电流型、拉锁型、环型和美国电工和电子工程师协会(IEEE)标准204A型等。
在本文中,我们将以基准电流型压控振荡器为例进行设计。
基准电流型压控振荡器的电路由负电流源、反馈电路、振荡器核心以及控制电压端口组成。
首先,我们需要设计负电流源。
负电流源的作用是为反馈电路提供稳定的偏置电流。
常见的负电流源电路包括电流镜电路和欧陆电流镜电路等。
在本文中,我们将使用电流镜电路。
电流镜电路可以通过调整电阻的大小来控制输出电流的大小。
接下来是反馈电路的设计。
反馈电路的作用是将振荡器输出信号的一部分反馈到振荡器核心,以维持其振荡。
在基准电流型压控振荡器中,常用的反馈电路是LC谐振电路。
谐振频率可以通过选择合适的电感和电容器来调整。
然后是振荡器核心的设计。
振荡器核心一般由放大器和相移网络组成。
放大器负责放大信号,相移网络则用于改变相位。
常用的放大器有差动放大器和共射放大器等。
在本文中,我们将选择共射放大器。
相移网络则是通过选择电阻和电容器来实现。
最后是控制电压端口的设计。
控制电压端口用于输入控制电压,从而改变振荡器的频率。
常见的控制电压端口设计包括电压到电流转换电路和电流到电压转换电路等。
在本文中,我们将使用电流到电压转换电路。
电流到电压转换电路的原理是通过选择电阻和电容器来将变化的电流转换为电压。
在完成了振荡器的拓扑结构设计后,我们需要进行参数选择和电路元件的选择。
参数选择包括电容器和电感器的选择、电阻的选择以及电流源的选择等。
半导体技术第29卷第12期2004年12月481 引言现在绝大多数手持终端和移动设备都具备一定的智能,这源于其中集成的一个或多个微处理器或DSP系统。
而市场不断对智能及其它一些功能(如手写输入、在线游戏等)提出更高的要求,使得其中的微处理器或DSP系统的规模和速度都迅速加大。
为解决由此产生的功耗过高问题,要求系统根据当时状况实时发出指令,调整时钟发生电路的输出频率,即在系统资源空闲时适当降低频率以节省不必要的功耗。
这首先需要一个可以在很大频率范围内工作的压控振荡器(VCO)。
图1所示为一种单端、电流控制型的环振,经二分频后它可以输出几百k到几百适合宽输出范围频率综合器的CMOS压控振荡器电路何 波,沈力为,杨莲兴(上海复旦大学专用集成电路与系统国家重点实验室,上海 200433)摘要:设计了一种基于锁相环宽输出范围(10  ̄ 160M)的频率综合器,着重介绍了其中的压控振荡器(VCO)部分,采用单端、电流控制型的环振,使之在整个输出范围内,即0  ̄ 120 ℃、工艺的ss  ̄ ffcorner,增益(Kvco)的变化在3倍以内。
无需根据输出频率对电荷泵的充、放电电流或环路滤波器中的电阻作不同设置,环路的衰减因子就可控制在可接受的范围内,并降低了对其它环路参数的要求。
设计基于标准0.6μm N-WELL CMOS 工艺,5V供电。
关键词:压控振荡器;电流控制型环振;CMOS锁相环;频率综合器中图分类号:TN752 文献标识码:A 文章编号:1003-353X(2004)12-0048-04Adaptive CMOS VCO for Wide Operating Frequency SynthesizerHE Bo, SHEN Li-wei, YANG Lian-xing(ASIC & System State Key Lab of Fudan Univ. Shanghai 200433, China)Abstract: Phase-lock loop(PLL)-based frequency synthesizer which has wide operating fre-quency is described. The VCO utilizing a ring of single-ended current-steering amplifiers(CSA) pro-vides a relative stable loop gain(Kvco vary less than 3 times) in whole frequency range(10 ̄160M) from0 ̄120℃, ss ̄ff corner of process. This makes it practicable to control the damping factor in anacceptable range without configuring the charge pump or loop filter resistor according to the outputfrequency. Design bases on a standard 0.6-μm N-WELL CMOS process, 5V supply.Keywords: VCO; current-steering amplifier; CMOS PLL; frequency synthesizer图 1 使用三级电流控制型放大器的环振VCVoutV-I ConverterCSA Ring OscillatorSemiconductor Technology Vol. 29 No. 12December 200449它有两个明显的缺点:①由于VCO的输出范围很大,令分频系数差别很大,所以Kvco的范围也很大。
无线电发射电路基础—高频振荡器电路(附制作实例)利用无线电波传递信息,具有传输距离远、传送信息量大、可以穿越大多数障碍物以及无须架设线路等特点,广泛应用于通信、广播、遥控和遥测等领域,也吸引了大批无线电爱好者投身其中。
要发射无线电波,首先要产生无线电波。
“振荡”电路就是按照人们的意愿产生无线电波的“机器”。
高频振荡器振荡器是一种不需要外加输入信号,而能够自己产生输出信号的电路。
产生无线电载波信号的高频振荡器属于正弦波振荡器。
正弦波振荡器由放大电路和反馈电路两部分组成,反馈电路将放大电路输出电压的一部分正反馈到放大电路的输入端,周而复始即形成振荡,如图1所示。
高频振荡器有变压器耦合振荡器、电感三点式振荡器、电容三点式振荡器、晶体振荡器等多种电路形式。
图1正弦波振荡器1.变压器耦合振荡器变压器耦合振荡器电路如图2所示,变压器T包括振荡线圈L2和反馈线圈L1,L2与C2组成LC并联谐振回路,作为晶体管VT的集电极负载,L1接在VT基极。
VT与LC并联谐振回路构成选频放大器,只有频率f=f o的信号得到放大,并经变压器T正反馈至基极,形成振荡,振荡频率f o=1/(2πL2C2),正弦波信号经C4耦合输出。
变压器耦合振荡器的特点是容易起振,输出电压较大,但最高振荡频率较低。
2.电感三点式振荡器所谓三点式振荡器,是指晶体管的3个电极直接与振荡回路的3个端点相连接而构成的振荡器,如图3所示。
图2变压器耦合振荡器图3三点式振荡器等幅波发射机制作实例等幅波发射机可以产生和发射等幅无线电波,即没有被调制的无线电载波信号,它是用各种调制方式传输无线电信号的基础,也可用作等幅无线电报实训或简易无线电遥控。
1.电路原理图14所示为等幅波发射机电路,它实际上就是一个高频振荡器,产生频率为40 MHz的高频无线电波。
晶体管VT1、VT2及L1、C1等构成双管推挽高频振荡器,振荡频率由L1、C1谐振回路决定,电路产生的高频信号由L1耦合至L2,通过天线发射出去。
压控LC振荡器的设计学生:学校指导老师:摘要关键词: MV209;压控振荡器;锁相环;频率稳定Voltage-controlled LC oscillatorAbstract:The voltage-controlled LC oscillator is now using a very broad class of electronic devices for power conversion circuit for a light, mobile handheld devices provide a good solution. Design and use of VCO varactor chip MC1648 MV209, constitute an external LC oscillator circuit varactor VCO circuit, as long as the change in voltage across the diode, you can change the MC1648's output frequency. And the use of PLL frequency synthesizer technology, using large-scale MC145152 PLL chip and other chips form digital PLL frequency synthesizer, while the sub-frequency coefficients using MC145152 A, N value and change the output frequency, the output frequency stability and further increased.Key words:MV209; voltage controlled oscillator; PLL;frequency stability目录第一章概述1.1 振荡器的概述1.2 发展历史1.3 发展趋势第二章原理及方案2.1 设计要求2.1.1 设计依据2.1.2 基本要求2.2 设计思路2.2.1 基本思路2.2.2 设计框图2.3 方案比较2.4 最终选择方案第三章硬件电路3.1 设计原理3.2 硬件电路第四章程序及调试4.2 系统调试4.3 误差分析总结致谢参考文献附录一附录二附录三第一章概述1.1振荡器的概述振荡器用于产生一定频率和幅度的信号,它不需要外加输入信号的控制,就能自动的将直流电流转换为所需的交流能量输出。