电感三点式振荡器设计
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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 f π21=,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。
输出
基本振荡
放大器
反馈网
放大器
反馈网络1