课程设计---改进型电容三点式正弦波振荡器

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1、 I 摘 要 振荡器的种类很多，使用范围也不相同，但是它们的基本原理都是相同的， 都要满足起振、平衡和稳定条件。 本次课设设计了改进型电容三点式高频振荡器，介绍了设计步骤，比较了克 拉泼振荡电路和西勒振荡电路的优缺点，最终选择了西勒振荡电路。同时设计缓 冲电路，使得电路能够加载小电阻负载。继而通过 Multisim 设计电路与仿真， 得到了与理论值相近的结果。最后焊接电路实物，并用规定的电源、示波器和频 率计进行测试与调整，最终完成的设计要求。 关键词：电容三点式 西勒振荡器 Multisim 仿真 1 1 绪 论 高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或者高频标 准信号，以便

2、测试各种电子设备和电路的电气特性。它是指产生信号频率为 100 千赫30 兆赫的高频、30300 兆赫的甚高频信号发生器。一般采用 LC 调谐式 振荡器，频率可由调谐电容器的度盘刻度读出。 高频信号发生器主要是产生高频正弦振荡波， 故电路主要是由高频振荡电路 构成。振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。为此， 振荡器是电子技术领域中最基本的电子线路， 也是从事电子技术工作人员必须要 熟练掌握的基本电路。 振荡器主要分为晶体振荡器和 LC 振荡器，本次课设采用 LC 振荡器。LC 振荡器中的基本电路就是通常所说的三端式振荡器，即 LC 回路的三个端点与晶 体管的三个电极分别连

3、接而成的电路。其中三端式又分为两种基本电路。根据反 馈网络由电容还是电感完成的分为电容反馈振荡器和电感反馈振荡器。 同时为了 提高振荡器的稳定度， 通过对电容三端式振荡器的改进可以得到克拉泼振荡器和 西勒振荡器两种改进型的电容反馈振荡器。本次课设的目的就是构成西勒振荡 器，并完成相关的技术指标。 2 2 基本原理介绍 2.1 振荡器的概述 不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的 波形，振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原 理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正 反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振

4、荡器。所谓负阻式振荡器， 就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器，在这种电路中，负阻所起的作 用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路，有变压器反 馈式振荡电路，电感三点式振荡电路，电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路 等。 电感三点式振荡器的电感线圈对高次谐波呈现高阻抗所以反馈带中高次谐 波分量较多输出波形较差。本次设计要求我们采用的是电容三点式振荡电路，由 于电容三点式振荡电路有一些缺陷，通过改进，得到了西勒振荡器。 2.2 振荡器的原理 振荡器LC 回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接构成的电路即为三 端式振荡器，其示意图如下图 2.1 所示： 图 2.1 一般形式的三点式振荡器 三点式 LC 正弦波振荡器的组成法则是：与晶体管发射极相连的两个电抗元 件应为同性质的电抗， 而与晶体管集电极基极相连的电抗元件应与前者性质相 反。也就是说上图中beZ 、ceZ 与bcZ 的性质必须相反振荡器才能起振。 设：beZ 、ceZ 、bcZ 为纯电抗元件 3 fbeebVVV beeb v cece VVX eb F