高频信号发生器西勒振荡文档格式.docx
《高频信号发生器西勒振荡文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高频信号发生器西勒振荡文档格式.docx（10页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
〔2〕输出信号频率稳定度优于10-4，用示波器观察时无明显失真；
〔3〕输出电压幅度：
电压峰-峰值Vopp≥1V；
2总体方案设计
高频函数信号发生器输出正弦波信号的方法有数字方法和模拟方法，数字方法是通过数字电路产生方波，再通过滤波输出正弦波。
而模拟方法是通过振荡电路输出正弦波信号。
考虑到题目要求本次方案选用的是模拟方法输出正弦波较适宜。
而在模拟电路振荡器中有LC振荡器、RC振荡器、石英振荡器三种方案可供选择。
经分析，RC正弦波振荡器频率在1Hz-1MHzX围内，不符合设计要求。
石英正弦波振荡器因其频率不可调同样不可取。
所以本方案选择LC正弦波振荡器，根本符合设计要求。
LC正弦波振荡器有三种振荡器，分别为考毕兹振荡器、克拉泼振荡器、西勒振荡器。
下面对这三份方案分别进展论证并比拟。
电容三点式振荡器电路图如图1所示。
图1电容三点式振荡器电路
理论计算振荡器的频率为：
调节改变频率时，反应系数也改变。
由于极间电容对反应振荡器的回路电抗均有影响，所以对振荡器频率也会有影响。
而极间电容受环境温度、电源电压等因素的影响较大，所以电容三点式振荡器的频率稳定度不高，不适合此题所选振荡器要求。
2.2.2克拉泼振荡器
克拉泼振荡器电路图如图2所示
图2克拉泼振荡电路
因为C6为可调电容远小于C1或C2，所以电容串联后的等效电容约为C6。
电路的振荡频率为：
缺点是克拉泼振荡器频率覆盖率较小，仅达1.2-1.4；
为此，克拉泼振荡器适合与作固定频率的振荡器，不适合作为此题振荡器。
西勒振荡器电路图如图3所示：
图3西勒振荡器电路
电路特点是振荡频率的稳定度高，调整X围大。
优点：
1.振荡幅度比拟稳定；
2.振荡频率可以比拟高，如可达千兆赫；
频率覆盖率比拟大，可达1.6-1.8。
输出信号的幅值、频率等用实时监测法测试，信号波形如图4所示，调整C5观测震荡信号的波形和频率变化。
图4西勒振荡器输出信号波形
方案选择：
从以上的讨论，分析不同振荡电路的性能指标与电路复杂程度。
采用西勒振荡电路，因为西勒振荡器的接入系数与克拉泼振荡器的一样，由于改变频率主要通过C5完成的，C5的改变并不影响接入系数p，所以波段内输出辅导较平稳。
而且C5改变，频率变化较明显，故西勒振荡器的频率覆盖系数较大，可达1.6~1.8。
所以采用第三种设计方案完成设计任务。
3系统设计
输出信号
放大电路
反应+选频网络
图5整体框图
3.2参数计算与元器件选择
直流通路如右图所示，下面通过计算说明各个元器件值的选取。
电源选取12V的是为了提供偏置电压。
=，实测得,工程上一般取=〔3~5〕V,,这里取=4V，。
设静态工作点为〔，〕=〔6V，2mA〕因为,如此。
，如此=75K，又因为=，所以=50K，=25K，故可得=1K。
综上述计算可得=50K，=25K，=1K，。
图图6直流通路
交流通路如右图所示
由电路知识可得
①
图7交流通路
②
③
由于题目要求频率X围在6MHZ——7MHZ，通过计算可以得出结论：
左右。
所以在选择时，前者采用47pf左右的瓷片电容，后者用一个30pf可调电容相匹配。
在本电路中的大小对电路性能有很大影响。
因为频率是靠调节来改变的，所以不能选的过大，否如此振荡频率主要由和L决定，因而限制频率调节的X围。
此外过大也不利于消除晶体管极间电容的影响。
反之，如何选的过小，如此使得振荡幅度比拟小了。
在这里通过不断试验我们选取52pF是比拟适宜的。
在短波通信里常在20pF~360pFX围内选取。
我们这里选取的是4~25pF。
对于和的选择由②式知，而工程上反应系数F取0.1~0.5。
通过测试我们发现了和影响了起振时间，通过不断尝试我们发现=330pF，=1680pF的时候各项指标是最好的。
L的选取有大致的标准，通常振荡频率为1MHZ时，L在10uH以上，10MHZ时L大于1uH，这里选取10uH。
3.3总体电路设计
图8总体电路图
4系统测试
表1测试使用的仪器设备
序号
仪器名称
仪器规格
数量
备注
1
数字示波器
TDS2012C044955
泰克科技〔中国〕某某
2
万用表
DT9205A+
室温环境下进展测试
测量时间：
2012年7月8日
数据记录〔室温下〕
上午九点测量为：
3
4
5
频率（MHz）
峰峰值〔V〕
下午三点测量为：
40
5总结
本设计系统经过屡次测量，根本满足了设计要求所需的各项指标。
故在系统设计过程中，力求硬件线路简单明了，整体美观，发挥硬件功能，来满足系统设计要求。
但是因为时间没安排好，该系统还有许多不足之处还没改良，比如频率稳定度问题等，我们将在之后的培训中加以改良。
在本次设计的过程中，我也遇到了许多突发事件和各种困难，如不起振，幅度达不到要求，输出波形上下不对称，但通过仔细分析和自我状态调整后解决了局部问题。
在这个、过程中我们深刻地体会到学好专业课的重要性，提高了自己解决问题的能力的重要性。
6参考文献
[1]华中理工大学电子学教研室编，康华光主编．电子技术根底模拟局部[M]．第4版．：
高等教育，1998：
197—218
[2]《电子线路设计·
实验·
测试》第三版，谢自美主编，华中科技大学
[3]《高频电子线路实验与课程设计》，杨翠娥主编，某某工程大学
[4]《高频电路设计与制作》，何中庸译，科学
[5]《通信电子线路》Ⅱ主编：
X泉：
某某理工大学
7附录
附录1:
问题修改记录
问题、现象
电路修改内容
结果
输出波形上下不对称〔上胖下瘦〕
暂无
在C4为68pF频率为6MHz时，幅度达不到1V
不断更换C4电容直至52pF
幅度满足要求
电路开始时不起振
减小C2C3
电路起振
静态工作点工作稳定度不好
将前级电路中固定电阻改为100k可调电阻调节静态工作点
波形较为稳定，无明显失真
元器件布局较为稀疏时，输出波形频率很不稳定
在排版布局时尽可能将元器件紧凑一点减小外界干扰
比拟之下，紧凑的布局波形较稳定
6
附录2:
元器件清单
编号
名称
R1
51kΩ
1只
R2
22kΩ
R3
1kΩ
R4
Ω
R5
10kΩ
R6
1kΩKey=A
7
C1
8
C2
1000pF
9
C3
3300pF
10
C4
33pF
11
C5
30pFKey=A
12
C6
13
L1
10uH
14
Q1
2N2222
附录3:
实物图
升级会员 