完整高频课程设计LC振荡器西勒.docx

完整高频课程设计LC振荡器西勒.docx

《完整高频课程设计LC振荡器西勒.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整高频课程设计LC振荡器西勒.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

完整高频课程设计完整高频课程设计LC振荡器西勒振荡器西勒高频电子线路课程设计报告设计题目：

LC正弦波振荡器的设计专业班级电信11-3学号学生姓名杨春卫指导教师王立国教师评分2014年1月10日河南理工大学课程设计报告书一、任与要求.1二、方案.1感反式三端振器.1容反式三端振器.2克拉波路振器.3西勒路振器.4三、内容.53.1LC振器的基本工作原理.5西勒路原理及剖析.6振原理7静工作点的置7西勒振器原理.8仿真果与剖析.8件介8行仿真9仿真果剖析11四、.11五、主要参照文件.13河南理工大学课程设计报告书一、设计任务与要求在本课程设计中，为了熟习高频电子线路课程，着眼于LC正弦波振荡器的剖析和研究。

经过对电感反应式三端振荡器（哈特莱振荡器）、电容反应式三端振荡器（考毕兹振荡器）以及改良型电容反应式振荡器（克拉波电路和西勒电路）的剖析、对照和议论，以达到课程设计的目的和要求。

在课程设计中，为了学习Multisim软件的使用，以及锻炼电子仿真的能力，我采纳的仿真软件是版本，该软件供给了功能强盛的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。

本课程设计中要求设计的正弦波振荡器能够输出稳固正弦波信号，输出频次可调范围为1020MHz。

本设计中所波及的仿真电路是比较简单的。

但经过仿真获取的结论在实质的近似电路中有很广泛的意义。

二、设计方案经过对高频电子线路有关知识的学习，我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反应式三端振荡器、电容反应式三端振荡器以及改良型电容反应式振荡器（克拉波电路和西勒电路）等。

此中互感反应易于起振，但稳固性差，合用于低频，而电容反应三点式振荡器稳固性好，输出波形理想，振荡频次能够做得较高。

由所学知识可知，西勒电路拥有该电路频次稳固性特别高，振幅稳固，频次调理方便，合适做波段振荡器等长处。

所以在本设计中拟采纳并联改良型的西勒电路振荡器。

下边对几种振荡器进行剖析论证：

电感反应式三端振荡器电感三点式振荡器又称哈特莱振荡器，其原理电路以下图:

1河南理工大学课程设计报告书起振条件：

hfeL1+M1hiehoeL2+Mhfe式中，hoe为考虑震荡回路阻抗后的晶体管等效输出导纳，hoe=hoe+（1/Rp），此处Rp为输出回路的谐振阻抗。

震荡频次：

f112LC2CL1L22M电感反应震荡电路的长处是：

因为L1和L2之间有互感存在，所以简单起振。

其次是改变回路电容来调整频次时，基本上不影响电路的反应系数，比较方便。

这类电路的主要弊端是：

与电容反应震荡电路想比，其震荡波形不够好。

这是因为反应支路为感性支路，对高次谐波体现高阻抗，故关于LC回路中的高次谐波反应较强，波形失真较大。

其次是当工作频次较高时，因为L1和L2上的散布电容和晶体管的极间电容均并联于L1与L2两头，这样，反应系数F随频次变化而变化。

工作频次愈高，散布参数的影响也愈严重，甚至可能使F减小到知足不了起振条件。

所以，这类电路只管它的工作频次也能达到甚高频波段，可是在甚高频波段里，优先选择的仍是电容反应振荡器。

电容反应式三端振荡器电容三点式振荡器又称为考毕兹振荡器，其原理电路如图：

反应系数F的表达式2河南理工大学课程设计报告书FC1C1+C2不考虑各极间电容的影响，这时谐振回路的总电容量为C1、C2的串连，即C=11+1C1C2振荡频次的近似为f112LC2C1C2C1+C2与电感三端震荡电路想比，电容三端振荡器的长处是输出波形较好，这是因为集电极和基极电流可经过对谐波为低阻抗的电容支路回到发射极，所以高次谐波的反应减弱，输出的谐波重量减少，波形更为凑近于正弦波。

其次，该电路中的不稳固电容（散布电容、器件的结电容等）都是与该电路并联的，所以合适的加大回路电容量，就能够减弱不稳固要素对振荡器的影响，进而提升了频次稳固度。

最后，当工作频次较高时，甚至能够只利用器件的输入和输出电容作为回路电容。

因此本电路合用于较高的工作频次。

这类电路的弊端是:

调C1或C2来改变震荡频次时，反应系数也将改变。

但只需在L两头并上一个可变电容器，并令C1与C2为固定电容，则在调整频次时，基本上不会影响反应系数。

克拉波电路振荡器克拉泼电路时一种高稳固度的LC震荡电路，电路图以下：

3河南理工大学课程设计报告书它的特色是在前述的电容三点式振荡谐振回路电感支路中增添了一个电容C3，其取值比较小，要求C3C1，C3C4,C6，C2/C3=1/81/2的条件，故取C2=680pf，则C3=680pf。

为了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，振荡信号应尽可能从电路的低阻抗端输出。

西勒振荡器电路图：

如图，以下图为西勒电路振荡器的电路图，是Protel软件画出的，Protel软件是一款功能强盛的原理图绘制及PCB制作软件。

能够方便快捷的进行原理图的绘制：

西勒振荡器仿真：

3.4.1软件简介Multisim是一个特意用于电子线路设计与仿真的EDA工具软件，它是加拿大IIT企业（InteractiveImageTechnologiseLtd.）推出的继EWB以后的版本。

它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描绘语言输入方式，拥有丰富的仿真剖析能力。

NIMultisim软件联合了直观的捕获和功能强盛的仿真，能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和考证。

学生能够很方便地把刚才学到的理论8河南理工大学课程设计报告书知识用计算机仿真真切的再现出来，并且能够用虚构仪器技术创立出真切属于自己的仪表。

Multisim软件特色:

（1）直观的图形界面：

整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连结起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相像，丈量数据、波形和特征曲线好像在真切仪器上看到的同样。

（2）丰富的元器件库：

Multisim大大扩大了EWB的元器件库，包含基本元件、半导体器件、运算放大器、TTL和CMOS数字IC、DAC、ADC及其余各样零件，且用户可经过元件编写器自行创立或改正所需元件模型，还可经过liT企业网站或其代理商获取元件模型的扩大和更新服务。

（3）丰富的测试仪器：

除EWB具备的数字万用表、函数信号发生器、双通道示波器、扫频仪、字信号发生器、逻辑剖析仪和逻辑变换仪外，Multisim新增了瓦特表、失真剖析仪、频谱剖析仪和网络剖析仪。

特别与EWB不一样的是：

全部仪器均可多台同时调用。

（4）齐备的剖析手段：

除了EWB供给的直流工作点剖析、沟通剖析、瞬态剖析、傅里叶剖析、噪声剖析、失真剖析、参数扫描剖析、温度扫描剖析、极点一零点剖析、传输函数剖析、敏捷度剖析、最坏状况剖析和蒙特卡罗剖析外，Multisim新增了直流扫描剖析、批办理剖析、用户定义剖析、噪声图形剖析和射频剖析等，基本上能知足一般电子电路的剖析设计要求。

（5）强盛的仿真能力：

Multisim既可对模拟电路或数字电路分别进行仿真，也可进行数模混淆仿真，特别是新增了射频（RF）电路的仿真功能。

仿真失败时会显示犯错信息、提示可能犯错的原由，仿真结果可随时储藏和打印。

3.4.2进行仿真以下图为西勒电路振荡器的电路图，是Multisim软件画出的，能够对其进行仿真：

9河南理工大学课程设计报告书仿真电路图仿真结果：

示波器输出波形10河南理工大学课程设计报告书频次计显示频次3.4.3仿真结果剖析采纳西勒振荡电路，因为西勒振荡器的接入系数与克拉泼振荡器的同样，由于改变频次主要经过C4达成的，C4的改变其实不影响接入系数p，所以波段内输出较安稳。

并且C4改变，频次变化较显然，故西勒振荡器的频次覆盖系数较大，可达。

由仿真结果能够看出，波形基本无失真，输出频次带15Mhz邻近，切合课程设计要求。

四、总结本次课程设计我选择的题目是LC正弦波的设计，依据所学的高频电路知识，我拟采纳西勒电路震荡器，因为它是一种改良型的电容反应振荡器，是在克拉泼电路上改良的来的，拥有频次稳固性高，振幅稳固，调频方便等长处。

第一，我先对能够实现高频震荡器的几种常有电路进行了剖析与论证，经过剖析，能够知道的特色：

电感三点式振荡器固然说调频方便，简单起振但输出波形不理想。

电容三点式振荡器振荡波形好但频次稳固性低。

克拉泼振荡器振荡频次改变可不影响反应系数，振荡幅度比较稳固但可调范围小。

西勒振荡器振荡幅度比较稳固，振荡频次能够较高，做可变频次振荡器时，其波段覆盖系数较大，波段范围内输出电压幅度比较安稳。

综上考虑，我最后采纳了西勒电路振荡器。

其次，在震荡器的设计中，我第一剖析了振荡器的工作原理，并画出了西勒11河南理工大学课程设计报告书电路的原理图与仿真电路图。

而后是对电路参数的计算，使其能够达到震荡频次的要求。

因为受实质条件所限，我利用了仿真软件Multisim来对自己的设计电路图进行仿真。

在仿真的过程中，我对正弦波震荡电路有了更进一步的认识。

经过此次课程设计，让我更好的掌握了各样电路的测试与计算；熟习了电子仿真的工作原理和其详细的使用方法.更深刻的理解课本知识。

理解了正弦波振荡器的分类方法以及各个种类电路的震荡波形。

也渐渐对振荡器的振荡频次、震荡幅度等有关技术指标有了必定的认识。

在本次的设计报告中，振荡电路接通电源后，有时不起振，或许在外界信号激烈触发下才起振（硬激励），在波段振荡器中有时只在某一频段振荡，而在另一频段不振荡等。

全部这些现象不过是没有知足相位均衡条件或振幅均衡条件。

假如在全波段内不振荡，第一要看相位均衡条件能否知足。

对三端振荡电路要看能否知足对应的相位均衡判断标准。

别的，还要在振幅均衡条件所包含的各样要素中找原由。

1、静态工作点选的太小。

2、电源电压过低，使振荡管放大倍数太小。

3、负载太重，振荡管与回路间耦合过紧，回路Q值太低。

4、回路特征阻抗或介入系数pce太小，使回路谐振阻抗RO太低。

5、反应系数kf太小，不易知足振幅均衡条件。

但kf并不是越大越好，应适入选用。

在这个设计中间，我学会了振荡电路中的一些基础理论知识，在设计电路元件参数的时候第一要考虑电路起振条件和均衡条件，这分别包含振幅条件和相位条件。

正反应网络是西勒振荡器设计中的一个重要环节，正反应使输出起到与输入相像的作用是系统误差不停增大，是系统震荡。

我还理解了一般电容三点式电路与克拉泼振荡器以及西勒振荡器之间的不一样和好坏。

固然实验做得不是很顺利，可是我在这个过程中学到了许多从前忽视的细节的重要性。

对我此后发展起到了很大的推进作用。

12河南理工大学课程设计报告书五、主要参照文件1张肃文.高频电子线路第四版M.高等教育第一版社2冉晟伊，熊于菽.常用LC正弦波振荡器的特色3何中庸译.高频电路设计与制作M.科学第一版社4黄智伟.鉴于NIMultisim的电子电路计算机仿真设计与剖析M.电子工业第一版社13