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lc调频振荡器设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解LC调频振荡器的基本原理，掌握其电路构成及各部分功能。
2. 学生能掌握LC调频振荡器中电感L和电容C的计算方法，了解其对振荡频率的影响。
3. 学生能了解调频技术的基本概念，掌握LC调频振荡器的调频原理。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计并搭建一个简单的LC调频振荡器电路。
2. 学生能通过实验，学会使用频率计、示波器等仪器进行振荡频率的测量，提高实验操作能力。
3. 学生能分析实验数据，掌握调整LC参数对振荡频率的影响，培养问题分析和解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习LC调频振荡器的设计，培养对电子技术的兴趣和热情。
2. 学生在小组合作完成设计任务的过程中，培养团队协作精神和沟通能力。
3. 学生通过实践操作，增强动手能力，提高创新意识和实践能力。
4. 学生能够关注电子技术在生活中的应用，认识到科技发展对人类社会的贡献。
课程性质：本课程为电子技术实践课程，结合理论教学和实验操作，帮助学生将所学知识应用于实际电路设计。
学生特点：学生为高年级电子专业学生，已具备一定的电子技术基础知识和实验操作能力。
教学要求：注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和问题解决能力。
在教学过程中，注重引导学生主动探究，培养学生的创新意识和团队合作精神。
通过课程目标的具体分解，为后续教学设计和评估提供明确方向。
二、教学内容1. 理论知识：- 介绍LC振荡器的基本原理，包括谐振电路的工作原理和振荡产生的条件。
- 讲解LC调频振荡器的电路构成，分析电路中各元件的作用。
- 深入阐述调频原理，包括变容二极管调频技术和LC参数调频技术。
2. 实践操作：- 指导学生进行LC调频振荡器电路的设计，包括选择合适的元件和计算LC参数。
- 安排实验操作，让学生动手搭建LC调频振荡器电路，并使用频率计、示波器等仪器进行频率测量。
- 引导学生分析实验数据，探讨LC参数变化对振荡频率的影响。
电压控制LC振荡器测控电路设计专业:测控技术与仪器班级:08姓名:学号:080电压控制LC振荡器1.设计思路本课题要求设计并制作一个电压控制的LC 正弦波振荡器，即用电压控制LC类型的振荡器并实现输出电压的峰峰值恒定在1V?0.1V并能用示波器显示输出电压的峰峰值。
根据以上要求可知，该设计除具有压控LC 振荡电路外还要有频率合成、幅度控制、峰峰值检测和示波器显示输出波形和频率输出的组成。
由于输出频率范围很宽，LC 振荡电路还需要根据频率范围分段切换来实现对15MHz,35MHz 频率范围的覆盖。
本设计通过电压改变变容二极管两端的电压改变输出频率。
本课题要求设计一个电压控制LC振荡器，振荡器输出波形为无失真的正弦波。
设计中采用分立元件组成电压控制LC振荡器，采用西勒振荡电路实现振荡效果，采用滑动变阻器改变输入电压，采用电压反馈电路使输出电压幅值稳定在1V?0.1V。
本设计主要通过振荡器电路产生一定的振荡频率，选用西勒振荡器达到输出为不失真的-3正弦波，其稳定度优于10。
电路通过输入电压控制振荡频率，通过改变输入电压来控制变容二极管两端的电压，使频率随着电压的变化而变化。
振荡电路输出的电压经过耦合电容连接到放大电路中，放大后的电压使其输出值控制在1V左右，从而达到本设计的设计指标。
系统整体设计框图如图1所示。
输入电变容二极管振荡电路压输出放大电路耦合电容图一2.方案设计2.1电压控制LC振荡器的设计与比较1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。
2.11振荡器的比较在各种振荡电路中，LC振荡电路是比较常见的一种。
常用的LC振荡电路有以下几种: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。
实验名称：压控LC电容三点式振荡器设计及仿真一、实验目的1、了解和掌握LC电容三点式振荡器电路组成和工作原理。
2、了解和掌握压控振荡器电路原理。
3、理解电路元件参数对性能指标的影响。
4、熟悉电路分析软件的使用。
二、实验原理压控振荡器是指输出频率与输入控制电压有对应关系的振荡电路, 其特性用输出角频率ω0与输入控制电压uc之间的关系曲线(图1)来表示。
图1中,uc为零时的角频率ω0,0称为自由振荡角频率；曲线在ω0,0处的斜率K0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。
三、设计要求及主要指标1、采用电容三点式西勒振荡回路，实现振荡器正常起振，平稳震荡。
2、实现电压控制振荡器频率变化。
3、分析静态工作点，振荡回路各参数影响，变容二极管参数。
4、震荡频率范围：50MHz到70MHz,控制电压范围3到10V。
5、三极管选用MPSH10（特征频率最小为650MH在，最大IC电流50mA，可满足频率范围要求），直流电压源12V，变容二极管选用MV209。
四、设计过程整个设计分三个部分，主体为LC 振荡电路，在此电路基础上添加压控部分，设计中采用变容二极管MV209来控制振荡器频率，由于负载会对振荡电路的频率产生影响，所以需要添加缓冲器隔离以使振荡电路不受负载影响。
1、LC 振荡器设计采用MPSH10 三极管，其特征频率T f =1000MHz 。
LC 振荡器的连接方式有很多，但其原理基本一致，本实验中采用电容三点式西勒振荡电路的连接方式，该振荡电路在克拉泼振荡电路的基础上进行了细微的改良，增加了一个与电感L 并联的电容，主要利用其改变频率而不对振荡回路的分压比产生影响的特点。
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。
一、设计目的1.把握电子电路的一样设计方式和设计流程；2.学习利用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图；3.把握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。
二、设计要求设计一个电压操纵的LC振荡器，具体要求如下：1. 振荡器输出为正弦波，波形无明显失真。
2．输出频率范围：15MHz～35MHz。
3. 输出电压（峰—峰值）：1V±.三、设计内容压控振荡器voltage control oscillator指输出频率与输入操纵电压有对应关系的振荡电路(VCO)。
其特性用输出角频率ωo与输入操纵电压u c之间的关系曲线(图1 压控振荡器的操纵特性)来表示。
图中, u c为零时的角频率ωo,o称为自由振荡角频率；曲线在ωo, o处的斜率K o称为操纵灵敏度。
使振荡器的工作状态或振荡回路的元件参数受输入操纵电压的操纵，就可组成一个压控振荡器。
在通信或测量仪器中，输入操纵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。
在自动频率操纵环路和锁相环环路中，输入操纵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。
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要紧有：频率稳固度好，操纵灵敏度高，调频范围宽，频偏与操纵电压成线性关系并宜于集成等。
晶体压控振荡器的频率稳固度高，但调频范围窄，RC压控振荡器的频率稳固度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。
LC压控振荡器在任何一种LC振荡器中，将压控可变电抗元件插入振荡回路就可形成LC压控振荡器。
初期的压控可变电抗元件是电抗管，后来多数利用变容二极管。
图 2LC压控振荡器原理电路是克拉泼型LC压控振荡器的原理电路。
图中，T为晶体管，L为回路电感，C1、C2、C v为回路电容, C v为变容二极管反向偏置时呈现出的容量; C1、C2通常比C v大得多。
lc压控振荡器实验报告lc压控振荡器实验报告篇一：实验2 振荡器实验实验二振荡器（A）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、基本原理图6-1 正弦波振荡器（4.5MHz）【电路连接】将开关S2的1拨上2拨下，S1全部断开，由晶体管Q3和C13、C20、C10、CCI、L2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。
振荡频率可调范围为：3.9799?M??f04.7079?M?CCI?25pCCI?5p调节电容CCI，使振荡器的频率约为4.5MHz 。
振荡电路反馈系数: F=C13560.12 C20470振荡器输出通过耦合电容C3（10P）加到由Q2组成的射极跟随器的输入端，因C3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Q1调谐放大，再经变压器耦合从J1输出。
四、实验步骤根据图6-1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。
1. 调整静态工作点，观察振荡情况。
1）将开关S2全拨下，S1全拨下，使振荡电路停振调节上偏置电位器RA1，用数字万用表测量R10两端的静态直流电压UEQ(即测量振荡管的发射极对地电压UEQ)，。
电压控制LC振荡器设计首先，我们需要了解电压控制LC振荡器的基本原理。
LC振荡器是由一个电感L和一个电容C组成，通过放大器提供正反馈实现振荡。
在电压控制LC振荡器中，通过改变电容C的电压以调节振荡频率。
当输入电压变化时，通过改变电容C的电压，可实现对振荡频率的控制。
接下来，我们来详细介绍电压控制LC振荡器的设计步骤。
首先，确定振荡频率的要求。
根据应用需求，选择所需的振荡频率范围和中心频率。
然后，选择适当的电感L和电容C。
根据振荡频率的要求，选择能够满足这一频率范围的电感和电容器。
电感L和电容C的数值选择是电压控制LC振荡器设计的重要一步。
可以通过计算公式或者参考相关的设计手册来确定合适的电感和电容数值。
接下来，设计放大器电路。
放大器电路可以选择运算放大器、晶体管放大器等。
放大器的选择是根据具体应用需求和设计要求来确定的。
通过运算放大器或者晶体管放大器提供正反馈，实现振荡。
放大器的增益也需要根据设计要求进行调整和控制。
然后，设计电压控制电路。
电压控制电路是改变电容C的电压以调节振荡频率的关键。
可以选择电压控制电容二极管、电压控制变压器等。
通过改变电容的电压，可以改变振荡频率。
电压控制电路的设计需要满足对电容电压的控制范围和精度要求。
最后，进行整体的电路调试和优化。
在完成电路设计后，需要进行电路的调试和性能优化。
通过实验和测试，可以对电路进行调整和改进，以满足设计要求和应用需求。
以下是一个典型的电压控制LC振荡器设计实例：假设我们需要设计一个电压控制LC振荡器，其振荡频率范围为1MHz到10MHz，中心频率为5MHz。
根据振荡频率范围的要求，选择合适的电感L和电容C。
在这个实例中，我们选择电感L为10μH，电容C为10pF。
然后，选择适当的放大器电路和电压控制电路。
在这个实例中，我们选择运算放大器作为放大器电路，选择电压控制电容二极管作为电压控制电路。
最后，根据实际设计需求，进行电路的调试和优化。
通过实验和测试，确定和调整电路参数，使其满足设计要求。
LC压控振荡器课程设计（含程序）武汉理工大学《学科基础课群课设》摘要本设计是一个功能完善,性能优良的高频VCO(Voltage Control Oscillation)。
主振器由分立元件组成。
电压对频率的控制是通过变容二极管来实现的。
即通过改变变容二极管的反向压降，从而改变变容二极管的结电容，继而改变振荡频率。
系统的输出频,3率范围为10MHz—40MHz。
频率稳定度在以上。
设计以单片机为控制核心，实现频10率和电压值的实时测量及显示并控制频率步进，步进有粗调和细调的功能。
粗调可实现较大步进值调节，是调可实现较小步进值调节。
该功能使得频率的准确定位十分方便。
本电路在调频部分为提高输出频率精度，采用单片机控制主振器参数，根据产生不同的频率范围控制不同的主振器参数而达到提高精度和稳定度的目的。
为了高频信号的良好传输，本设计的部分电路板采用了人工刻板使得本设计更加特色鲜明，性能优良。
关键字:VCO 单片机变容二极管 ADC0804AbstractThis design is a high frequency VCO with comprehensive and perfect function. The main vibrator is made up of several separable components. Voltage control on the frequency is realized by way of varicap diode. That, changing the reverse voltage of diode can adjust the frequency. The frequency of the apparatus can output from 10MHz to 40MHz, and itsI武汉理工大学《学科基础课群课设》,3frequency stability can reach .This design uses a single-chip as control core to measure 10and display the frequency and voltage and regulate frequency. The frequency adjustment includes two procedures -approximate adjusting and slight adjusting, The slight adjusting can realize the precise frequency output. In order to change the precision of frequency to output, the circuit control the main vibrator with a single-chip. In order go gain what we to. we can change the different parameters of the main vibrator. In addition, Some part of the design wield arterial pattern plate. It nape the circuit mare perfect.Key words: VCO MCU DIODE ADC0804目录1. 系统设计 (1)1.1 设计要求 (1)1.2 设计思路 (1)1.3 系统整体方案 (1)2. 单元电路设计 (2)II武汉理工大学《学科基础课群课设》2.1 压控振荡器的设计 (2)2.2 锁相环路的设计 (4)2.3 单片机控制模块设计 (5)2.4 功率放大器设计 (7)2.5 峰峰值检测显示电路设计.....................................................................9 3. 软件设计................................................................................................10 4. 仿真结果 (11)4.1 VCO振荡电路仿真结果 (12)4.2峰峰值检测电路仿真结果 (13)4.3频率步进仿真结果..............................................................................13 5. 心得体会................................................................................................15 6. 参考文献................................................................................................16 7. 附录 (17)III武汉理工大学《学科基础课群课设》1. 系统设计1.1设计要求(1)任务设计并制作一个电压控制LC振荡器。
(2)要求1)振荡器输出为正弦波，波形无明显失真。
2)输出频率范围:15MHz,35MHz。
-33)输出频率稳定度:优于10。
4)输出电压峰-峰值:Vp-p=1V?0.1V。
5)实时测量并显示振荡器输出电压峰-峰值，精度优于10,。
6)可实现输出频率步进，步进间隔为1MHz,100kHz。
(3)说明1(设计报告必须包括建模仿真结果1.2设计思路根据系统的设计要求，拟采用基于单片机控制的系统结构。
本系统可分为三大部分:电压控制LC振荡源电路、锁相环稳频步进电路和压控LC振荡源的测控和显示电路。
首先VCO振荡器采用分立元件构成的电容三点式西勒振荡电路，采用数字锁相环式频率合成器技术，由时钟发生电路、鉴频/鉴相器(FD/PD)、可变分频器(?N)和压控振荡器(VCO)组成。
利用锁相环，将VCO的输出频率锁定在所需频率上。
可以很好的选择所需频率信号，抑制杂散分量，并且避免了大量的滤波器。
控制部分采用单片机来完成，结合AD测量出电压的峰峰值，并利用液晶显示模块显示输出设定的输出频率及电压峰-峰值，另利用键盘模块来完成对频率的步增步减功能。
1.1系统整体方案由以上的论证可得出系统的基本硬件结构，再结合AT89C51单片机控制，即可构成本系统。
系统整体框图如图1.1所示。
液晶显示单片机 PLL VCO 功放AT89C51控制单元 Vp-p检测采样键盘 A/D图1.1 系统方框图1武汉理工大学《学科基础课群课设》2. 单元电路设计2.1 压控振荡器设计正弦波振荡器按工作原理可分为反馈式振荡器与负阻式振荡器两大类。
反馈式三端LC振荡器比较常用的电路形式又可以分为两大类:电感反馈式三端振荡器与电容反馈式三端振荡器。
电感反馈振荡电路容易起振，但电感反馈支路为感性支路，对高次谐波呈现高阻抗，故对回路中的高次谐波反馈较强，波形失真较大;另外，由于两个电感元件上的分布电容并联于电感元件的两端，工作频率越高，分布电容的影响也愈严重，这就使得电感反馈式三端振荡电路的工作频率不能太高。
电容三端振荡器的优点是输出波形较好，该电路中的不稳定电容(分布电容，器件的结电容等)都是与该电路并联的，因此适当加大回路电容量，就可以减弱不稳定的分布电容对振荡频率的影响，提高了频率稳定度。
本设计采用经典的西勒振荡器，该电路具有频率稳定度好，振荡频率高的优点，使用变容二极管改变电路的谐振频率，由于变容二极管的结电容随反向偏压增加而减少，因此若电路中的电容选用变容二极管作反向运用并加上控制电压，就可改变由LC决定的振荡器的频率。
若电感的值一定，则可调频率的范围由变容二极管的容量变化范围决定。
设计的仿真电路如图2.1所示。
图2.1 VCO电路图设计2武汉理工大学《学科基础课群课设》C4C5图2.1等效的LC振荡交流回路如图2.2所示。
100 pF1000 pFu1100 pFL1 D2330 nH,R100 pF图2.2 等效的交流回路 100由图可得振荡回路中的等效电容为(其中Cd为变容二极管的结电容):C=33.3+(100*Cd)/(100，Cd) (式2-1)那么振荡器产生的频率为:1/2 f =1/2π(L1*C) (式2-2)VCO产生的振荡频率范围和变容二极管的压容特性有关。
图2.3为变容二极管MV209的测试图。
可利用图中(a)所示的测量电路来测变容二极管的压容特性。
(b)为其压容特性和压控振荡器的压控特性示意图。
从图中可见变容二极管的反偏电压从V,V变DminDmax化，对应的输出频率范围是f,f。
在预先给定L的情况下，给变容二极管加不同的minmax电压，测得对应的谐振频率，从而可以计算出Cd的值。
减小谐振回路的电感感抗，改变电容容量，不需要并联二极管即可很容易地实现频率扩展。
在本设计中通过该方法使输出频率的范围扩展到14,45MHZ。
(a)电容特性测量电路 (b)变容二极管压容特性及压控振荡器的压控特性图2.3 变容二极管特性测试图3武汉理工大学《学科基础课群课设》2.2 锁相环式频率合成器的设计锁相环的基本原理框图如图2.4所示。
采用锁相环频率合成，可以得到任意频率步-5进，同时频率稳定度与参考晶振相当，可以达到10。
锁相环路主要由晶振、参考分频器、压控振荡器(VCO)、鉴频/鉴相器(FD/PD)、可编程分频器组成。
它是应用数字逻辑电路将VCO频率一次或多次降低至鉴相器频率上，再与参考频率在鉴相电路中进行比较，通过低通滤波器取出误差信号来控制VCO的频率，使之锁定在参考频率的稳定度上。
fc 晶振参考分频器鉴相/鉴频器压控振荡器ft 器可编程分频器图2.4 锁相环基本原理框图2.2.1 PLL频率合成电路设计频率稳定度是指在一定时间间隔内，频率源的频率准确度的变化，所以实际上是频率不稳定度，他表征频率源维持其工作于恒定频率上的工作能力。
各种频率源的频率值由于受内外因素的影响，总是在不断地变化着。
为了提高频率的稳定度我们设计了PLL: 以提高电路性能。
本设计的PLL与系统构架框图如图2.5所示FVCOVco隔离放大倍频功率放大器10MHz–40MHzPDOMCU控制10K40464059四分频10K显示驱动显示4060100K基准图2.5 PLL系统框架图示虚线框为锁相环路。
它与主振荡器的接口有两个。
一是FVCO，该信号的频率就是压控振荡器(VCO)的频率，另一是误差纠正电压PDO。
