高频课程设计--LC正弦波振荡器

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1、课程设计说明书课程设计说明书 NO.1 沈 阳 大 学 LC 正弦波振荡器正弦波振荡器 1. 课程设计的目的课程设计的目的 （1）熟悉 LC 正弦波振荡器的工作原理，以及示波器的原理及用法。 （2）掌握 LC 正弦波振荡器的基本设计方法。 （3）理解 LC 正弦波振荡回路并掌握 LC 振荡器的设计，装载，调试，及其主要性 能参数的测试方法和如何选择电路的测试点。 （4）了解外界因素、元件参数对振荡器工作稳定性及频率稳定度的影响情况，以 便提高振荡器的性能。 2.设计方案论证设计方案论证 2.1 设计内容及要求设计内容及要求 （1）设计一个 LC 正弦波频振荡器。 （2）利用三端式振荡器原理产生

2、正弦波信号采用的具体电路不限。要求给出所选 电路的优点和缺点并通过测量值进行证明。也可以进行不同三端式振荡器的性能比较。 （3）了解电路分布参数的影响及如何正确选择电路的静态工作点。 （4） 电路的基本原理， LC 正弦波振荡器是各种接收机和发射机中一种常见的电路， 常用作载波振荡、本振混频振荡等。其典型形式为“三点式”振荡电路，其电路简单、 频率稳定度高，它的工作原理是在正反馈的基础上，将直流电源提供的能量变成正弦交 流输出。 （5）选择所需的方案，画出有关的电路原理图。 2.2 反馈型自激反馈型自激振振荡器荡器 2.2.1 反馈型自激振荡器的工作原理反馈型自激振荡器的工作原理 反馈型振荡器

3、是通过正反馈联接方式实现等幅正弦振荡的电路。这种电路由两部分 组成， 一是放大电路， 二是反馈网络， 如图 1 所示为反馈振荡器构成方框图及相应电路。 由图可知， 当开关S在1的位置， 放大器的输入端外加一定频率和幅度的正弦波信号U i ， 这一信号经放大器放大后，在输出端产生输出信号U o 。若U o 经反馈网络并在反馈网 络输出端得到的反馈信号U f 与U i不仅大小相等而且相位也相同，即实现了正反馈。 若此时除去外加信号，将开关由 1 端转接到 2 端，使放大器和反馈网络构成一个闭环系 统，那么，在没有外加信号的情况下，输出端仍可维持一定幅度的电压U o 输出，从而 实现了自激振荡的目的

4、。 课程设计说明书课程设计说明书 NO.2 沈 阳 大 学 为了使振荡器的输出U o 为一个固定频率的正弦波，图 1 所示的 4 闭合回路必须含 有选频网络，使得只有选频网络中心频率的信号满足U f 与U i 相同的条件而产生自激振 荡，对其他频率的信号不满足U f 与U i相同的条件而不产生振荡，选频网络可与放大器 相结合构成选频放大器，也可与选频网络结合构成选频反馈网络。反馈振荡器是把反馈 电压作为输入电压，以维持一定的输出电压的。实际上在电源接通振荡器时，电路必然 会存在微弱的电扰动，如晶体管电流的突增、电路中的热噪声等等，这些电扰就构成原 始的输入信号。又由于这些电扰动信号频率范围很宽

5、，经过振荡电路中的选频网络，只 将其中某一频率的信号反馈到放大器的输入端，而其他频率的信号将抑制掉。被放大后 的某一频率分量经反馈端加到输入端，幅度得到增大。 图 1 反馈振荡器构成方框图 2.2.2 平衡条件平衡条件 振荡建立起来之后，振荡幅度会无限制地增长下去吗？不会的，因为随着振荡幅度 的增长，放大器的动态范围就会延伸到非线性区，放大器的增益将随之下降，振荡幅度 越大，增益下降越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大而进 入平衡状态。 由于放大器开环电压增益A 和反馈系数F 的表示式分别为 i o U U A ， o f U U F 且振荡器进入平衡状态后 if UU

6、，此时根据式可得反馈振荡器的平衡条件为 1 )( FA j AFeFA 式中，A、 A 分别为电压增益的模和相角；F、 F 分别为反馈系数的模和相角。 又可分别写为 课程设计说明书课程设计说明书 NO.3 沈 阳 大 学 1AF n FA 2 n=0，1，2， 和分别称为反馈振荡器的振幅平衡条件和相位平衡条件。 作为一个稳态振荡，两个条件必须同时得到满足，它们对任何类型反馈振荡器都是 适用的。平衡条件是研究振荡器的理论基础，利用振幅平衡条件可以确定振荡幅度，利 用相位平衡条件可以确定振荡频率。 必须指出，这里的 A 是指放大器的平均增益。因为振荡器处于平衡状态，放大器乙 不工作在甲类状态，而工作在非线性的甲乙类、乙类或丙类状态，所以这时放大器乙不 能用小信号甲类状态的增益来表示了。 2.2.3 起振条件起振条件 为了使振荡器在接通直流电源后能够自动起振，则要求反馈电压在相位上与放