LC調(diào)頻振蕩器的設(shè)計(jì)1復(fù)習(xí)過程

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。LC調(diào)頻振蕩器的設(shè)計(jì)1-齊齊哈爾大學(xué)通信與電子線路課程設(shè)計(jì)題目：LC調(diào)頻振蕩器的設(shè)計(jì)學(xué)院：通信與電子工程學(xué)院專業(yè)班級(jí)：電子097學(xué)生姓名：金玲指導(dǎo)教師：齊懷琴張勁松苗鳳娟李靜輝成績：目錄實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙饬x主要內(nèi)容基本要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求電路原理電路原理及用途設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過程總體設(shè)計(jì)電路電路工作狀態(tài)或元件參數(shù)的確定仿真及仿真結(jié)果分析設(shè)計(jì)電路的性能評(píng)測結(jié)論及心得體會(huì)參考文獻(xiàn)一、目的及意義1.1目的通過此次課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步消化理解所學(xué)過的知識(shí)（電路理論、模擬電路、數(shù)字電路、計(jì)算機(jī)、通信電子線路等），促進(jìn)每一位同學(xué)

2、的創(chuàng)新意識(shí)、綜合能力,鼓勵(lì)同學(xué)盡早參與科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)和社會(huì)實(shí)踐等創(chuàng)新活動(dòng)，不斷激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性、積極性和創(chuàng)造性，提高同學(xué)的科學(xué)素質(zhì)和文化素養(yǎng)，培養(yǎng)同學(xué)的創(chuàng)新精神、創(chuàng)業(yè)精神和實(shí)踐能力。1.2意義1.注重過程參與通信電子線路課程設(shè)計(jì)的實(shí)施更加注重實(shí)踐創(chuàng)新研究過程。其意義在于引導(dǎo)學(xué)生在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，自主選題、自主設(shè)計(jì)來完成，設(shè)計(jì)過程中要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理和撰寫總結(jié)報(bào)告等工作，不斷提高同學(xué)的自我學(xué)習(xí)能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力和組織實(shí)施能力。2.注重實(shí)踐創(chuàng)新通過課程設(shè)計(jì)鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合學(xué)科專業(yè)，從自身所長與興趣出發(fā)，積極參與實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)，在探索、研究、創(chuàng)新的實(shí)踐訓(xùn)練過程中，提出自己的觀點(diǎn)與見解。3.注重切實(shí)可

3、行在課程設(shè)計(jì)的選題中一定要思路新穎、目標(biāo)明確、研究方案及技術(shù)路線可行、實(shí)施條件可靠的項(xiàng)目。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求2.1、主要內(nèi)容根據(jù)所提出的基本要求，設(shè)計(jì)一個(gè)LC調(diào)頻振蕩器。通過在電路設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，掌握LC調(diào)頻振蕩器的基本設(shè)計(jì)方法，加深對(duì)該門課程的理論知識(shí)的理解，提高電子實(shí)踐能力。2.2、基本要求設(shè)計(jì)一個(gè)LC調(diào)頻振蕩器，主要技術(shù)指標(biāo)為(1)主振頻率fo=6.5MHz;(2)頻率穩(wěn)定度fo/fo0.0005/小時(shí);(3)輸出電壓V0V1;(4)最大頻偏fm=25kHz三、電路原理3.1.電路原理及用途主要技術(shù)指標(biāo):1、主振頻率fo=5MHz2、頻率穩(wěn)定度f/f0.00013、

4、輸出電壓Uo1V4、調(diào)制信號(hào)U2V-3V/f=1-3KHz5、最大頻偏fm=士25KHz實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的方法很多，大致可分為兩類，一類是直接調(diào)頻，另一類是間接調(diào)頻。直接調(diào)是用調(diào)制信號(hào)電壓直接去控制自激振蕩器的振蕩頻率(實(shí)質(zhì)上是改變振蕩器的定頻元件)，變二極管調(diào)頻便屬于此類間接調(diào)頻則是利用頻率和相位之間的關(guān)系將調(diào)制信號(hào)進(jìn)行適當(dāng)處理(如積分)后，再對(duì)高頻振蕩進(jìn)行調(diào)相，以達(dá)到調(diào)頻的目的。兩種調(diào)頻法各有優(yōu)缺點(diǎn)。(圖1原理電路)間接調(diào)頻穩(wěn)定性較高，但不易獲得較大的頻偏。直接調(diào)頻的穩(wěn)定性較差，但得到的頻偏大，線路簡單，故應(yīng)用較廣;本次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)采用變?nèi)荻O管直接調(diào)頻，其原理電路如圖1所示。圖中D為變?nèi)荻O管，C2

5、,L1、和C3組成低通濾濾器，以保證調(diào)制信號(hào)順利加到調(diào)頻級(jí)上，同時(shí)也防止調(diào)制信號(hào)影響高頻振蕩回路，或高頻信號(hào)反串入調(diào)制信號(hào)電路中。調(diào)制級(jí)本身由兩組電源供電。對(duì)高頻振蕩信號(hào)來說，L1可看作開路，電源EB的交流電位為零，R1與C3并聯(lián):如果將隔直電容C4近似看作短路，R2看作開路，則可得到圖(b)所示的高頻等效電路。不難看出，它是一個(gè)電感三點(diǎn)式振蕩電路。變?nèi)荻O管D的結(jié)電容Cj，充當(dāng)了振蕩回路中的電抗元件之一。所以振蕩頻率取決于電感L2和變?nèi)荻O管的結(jié)電容Cj的值。變?nèi)荻O省的正極直流接地(L2對(duì)直流可視為短路)，負(fù)極通過R1接+EB，使變?nèi)荻O管獲得一固定的反偏壓，這一反偏壓的大小與穩(wěn)定，對(duì)調(diào)頻

6、信號(hào)的線性和中心頻率的穩(wěn)定性及精度，起著決定性作用。(圖2波形示意圖)對(duì)調(diào)制信號(hào)來說，L2可視為短路，調(diào)制信號(hào)通過隔直流電容C1和L1加到變?nèi)荻O管D的負(fù)極，因此，當(dāng)調(diào)制信號(hào)為正半周時(shí)，變?nèi)荻O管的反偏電壓增加，其結(jié)電容減小，使振蕩頻率變高;調(diào)制信號(hào)為負(fù)半周時(shí)，變?nèi)荻O管的反偏壓減小，其結(jié)電容增大，使振蕩頻率變低。由上可見，變?nèi)荻O管調(diào)頻的原理是，用調(diào)制信號(hào)去改變加在變?nèi)荻O管上的反偏壓，以改變其結(jié)電容的大小，從而改變高頻振蕩頻率的大小，達(dá)到調(diào)頻的目的。由變?nèi)荻O管結(jié)電容Cj變化實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的波形示意圖如圖2所示。四、設(shè)計(jì)步驟和調(diào)試過程4.1、總體設(shè)計(jì)電路（圖3總體設(shè)計(jì)電路）4.2、電路工作狀態(tài)或

7、元件參數(shù)的確定依據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)頻率穩(wěn)定度fo/fo要求較高，故選用電容三點(diǎn)改進(jìn)克拉潑振蕩器如圖3所示圖中，晶體管接成共基組態(tài)，Cb為基極禍合電容。振蕩電路的靜態(tài)工作點(diǎn)由Rb1,Rw1,Rb2,Re、與Rc決定。變?nèi)荻O的直流偏置電路由R1,R2與Rw2構(gòu)成。只要靜態(tài)偏置調(diào)整合適，就可實(shí)現(xiàn)線性調(diào)頻。Zl為扼流電感。R為限流電阻。Cc為振蕩回路與變頻回路的禍合電容，采用部分接入。C4為調(diào)制信號(hào)輸入藕合電容。振蕩電路靜態(tài)工作點(diǎn)設(shè)置已知:Icq為2mA為了獲得較大的動(dòng)態(tài)范圍，一般取Vceq為電源電壓的一半，故取Vceq=6V因有:Icq=(Vcc-Vceq)/(Re+Rc)則Re+Rc=(Vcc-Vc

8、eq)/Icq=(12-6)/2=3K為提高電路的工作穩(wěn)定性，Re可適當(dāng)取大一些，但應(yīng)小于Rc，故取:Re=1K則RC=2K因有:Rb2=Vbq/I1I1=(5-10)IbqIbq=Icq/Vbq=Veq+0.7VVeq=IcqRe則:Veq=2X1=2VVbq=2+0.7=2.7VIbq=2/60=0.033取I1=10Ibq=0.33Rb2=Vbq/I1=2.7/0.33=8.18K取標(biāo)稱電阻8.2K因有:Rb1=(Vcc-Vbq)/VbqRb2則:Rb1=(12-2.7)/2.78.2=28.24K為調(diào)整靜態(tài)電流方便，用一20K電阻與47K電位器串聯(lián)。計(jì)算主振回路元件參數(shù)在電容三點(diǎn)式克拉

9、潑振蕩器中，由L,C1，C2與C3組成井聯(lián)諧振回路。其中C2兩端的電壓構(gòu)成振蕩反饋電壓，其大小由反饋系數(shù)F=C1/C2選定，比值一般應(yīng)滿足1/2-1/8。為了減小晶體管極間電容對(duì)回路振蕩頻率的影響，C1與C2的取值應(yīng)較大，即C3C1，C3C2,但C1，C2不能過大，若過大則L回變小，Q值將降低，振蕩幅度也會(huì)變小，穩(wěn)定性也變差。則回路一陰皆振頻率fo主要有C3決公式1決定，即若取L=12uH，則電容C3=100pf。實(shí)際電路應(yīng)用時(shí)，可適當(dāng)調(diào)整L的匝數(shù)與C3的大小。C1與C2的取值，應(yīng)遵循F=C1/C2=1/8-1/2的條件，若取C1=200pf，則C2=680pf,電路中的基極禍合電容Cb,是提

10、供等效交流通路，一般取值為0.0luf。（公式1）計(jì)算調(diào)頻電路元件參數(shù)變?nèi)莨艿撵o態(tài)反向偏置電壓Vq由電阻R1與R2分壓決定，即Vq=(R2/(R1+R2)Vcc。己知，Vq=4V,若取R2=l0K，則R1=20K。實(shí)驗(yàn)電路中，R1用l0K電阻與47K電位器Rw2串聯(lián)，以便調(diào)整靜態(tài)偏壓Vq。隔離電阻R應(yīng)遠(yuǎn)大于R1，R2，故取R=150K。為了減小振蕩回路輸出的高頻電壓對(duì)變?nèi)莨艿淖饔?，減小中心頻率的漂移，常將耦合電容Cc的容量選得較小(與Cj同數(shù)量級(jí))，形成部分接入式變?nèi)荻O管調(diào)頻電路。對(duì)部分接入式變?nèi)荻O管調(diào)領(lǐng)電路進(jìn)行理論分析可得到其頻偏公式:（公式2頻偏公式）式中P=Cc/(Cc+Cj)P=C

11、1/(C1+Cjq)為接入系數(shù)。一般p1,可以先取p=0.2,然后在實(shí)驗(yàn)中調(diào)試由Cj-v曲線得到Vq=4V時(shí)，對(duì)應(yīng)Cq=50pf則:Cc=pCQ/1-p=28.8pf。取標(biāo)稱值Cc=30pf,低頻調(diào)制信號(hào)U的藕合支路電容C4及電感ZL應(yīng)對(duì)U提供通路，一般U的頻率為幾十HZ至幾十KHZ，故取C4=10uf,ZL=220uH。高頻旁路電容C5應(yīng)對(duì)調(diào)制信號(hào)U呈現(xiàn)高阻，故取C5=1500pf.綜合以上計(jì)算結(jié)果，的實(shí)際變?nèi)荻O管調(diào)頻振蕩器電路如圖1-4所示。（圖4變?nèi)荻O管調(diào)頻振蕩器）4.3仿真及仿真結(jié)果分析4.4、設(shè)計(jì)電路的性能評(píng)測(經(jīng)分析或測試是否達(dá)到了設(shè)計(jì)要求)經(jīng)過仿真分析使其主振頻率f=6.5M

12、Hz;保持頻率穩(wěn)定度fo/fo0.0005/小時(shí);保證輸出電壓V01V;確保最大頻偏fm=25kHz的設(shè)計(jì)要求。五、結(jié)論及心得體會(huì)在此次課程設(shè)計(jì)中，實(shí)踐能力得到了加強(qiáng)，不但鍛煉了我們最基本的高頻電線路的設(shè)計(jì)能力，更重要的是讓我們更深刻的認(rèn)識(shí)了高頻電子線路這門課程在實(shí)際的應(yīng)用。在此次設(shè)計(jì)時(shí)我們也遇到了不少的困難和問題，但在同伴們的共同努力下，通過老師的幫助，辛苦的去專研去學(xué)習(xí)，最終都克服了這些困難，問題得到了解決。其中遇到的問題我們必須自己查找相關(guān)資料，利用圖書館和網(wǎng)絡(luò)，這是一個(gè)比較辛苦和漫長的過程，你必須從無數(shù)的信息中分離出對(duì)你有用的，然后加以整理，最后才學(xué)習(xí)到變?yōu)樽约旱牟⒂玫皆O(shè)計(jì)中的問題去。要設(shè)計(jì)一個(gè)電路總得先仿真成功之后才能實(shí)際接線，但最后的成品卻不完全與仿真時(shí)一樣，因?yàn)樵趯?shí)際接線中有著各種各樣的條件限制，如在實(shí)際中因芯片本身的特性而