1、1 通信 电子线路课程设计 设计报告 学院： 计算机与信息学院 姓名： 学号： 班级： 通信工程 14-2 班 指导老师： 刘正琼 2 目录 键入章标题 (第 1 级 ) . 1 键入章标题 (第 2 级 ). 2 键入章标题 (第 3 级 ). 3 键入章标题 (第 1 级 ) . 4 键入章标题 (第 2 级 ). 5 键入章标题 (第 3 级 ). 6 3 设计课题一 LC 正弦波振荡器的 设计 1. 设计内容和主要技术指标要求 设计内容 ： 设计一个 LC 正弦波 振荡器 已知 条件： Vcc = +12V 三极管 9013 负载 R = 1k 主要 技术指标要求： 谐振频率 0 =
2、5MHz 频率稳定度 ocff 510 4/小时 输出峰峰值 ; 1V 2. 设计 方案选择 方案 选择 电感三点式振荡器 4 优点 ： 由于 1L 和 2L 之间有互感存在，所以容易起振。其次是频率易调（ 调 C） 。 缺点 ： 与电三点式振荡器 相比 ，其 输出波形差 。这是因为反馈支路为感性支路，对高次谐波呈现高阻抗，波形失真较大。其次是当工作频率较高时，由于 1L 和 2L 上的分布电容和晶体管的极间电容均并联于 1L 与 2L 两端，这样，反馈系数 F 随频率变化而变化。工作频率愈高，分布参数的影响也愈严重，甚至可能使 F 减小到满足不了起振条件。因此，优先选择的还是电容反馈振荡器。
3、 电容三点式 振荡器 优点：高次谐波 成分小，输出波形 好 ，其次 振荡 频率可以做得很高 ， 因而本电路适用于较高的工作频率 。 缺点 :频率 不易调（ 调 L,调节 范围小） ， 调 1C 或 2C 来改变震荡频率时，反馈系数也将改变。但只要在 L 两端并上一个可变电容器，并令 1C 与 2C 为固定电容，则在调整频率时，基本上不会影响反馈系数。 克拉波振荡器 5 优点 ：频率可调， 0 = 13， 调节 3可改变 0,其次 3改变 F不受 影响， 0与 无关 ，故比较稳定。 缺点 ： 频率 不能太高，波段范围不宽，波段覆盖系数 一般 约为1.21.3， 波段内输出幅度不平稳，实际中常用于
4、固定频率振荡器。 4 西勒 振荡器 优点 ： 振荡 频率可以很高，且在波段内振幅比较稳定，调谐范围比较宽， 克拉 波 电路 中是改变 3来 调节频率，而 3的 改变会影响接入系数 P,从而 可能停振。但 西勒 电路中，改变 4来 调节频率 ，而 4的 改变不会影响接入系数 P。 最终选择方案 通过对以上的几种电路的分析，可以看出： 4C6 电感三点式 振荡器：容易起振，调频方便，但波形失真较大； 电容三点式 振荡器：波形好，频率稳定性好，但调频不方便； 克拉泼振荡器：调频方便但可调范围小； 西勒振荡器：频率稳定性高，振幅稳定，调频方便。 所以，在本设计中拟采用并联改进型的西勒电路振荡器。 设计
5、 电路图 工作 原理 振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。 LC 振荡器是一种能量转换器，由晶体管等有源器件和具有选频作用的无源网络及反馈网络组成。 正弦波 振荡器的 原理 框图如下： 7 振荡器原理框图 放大器的增益 : A = V0/Vi 反馈系数 :F = Vf/V0 振幅起振条件 :AF 1 相位起振条件 :+ = 2n 振幅平衡条件 :AF= 1 相位平衡条件 : + = 2n 西勒电路是一种改进型的电容反馈振荡器，是在克拉泼电路上改进的来的， 有效的改善了克拉泼电路可调范围小的 缺点。 其 基本电路图如下： 1、 2、 提供直流偏压； 作为耦合电容，直流开路
6、， 交流 短路； L、 1、 2、 3、 4组成谐振回路， 作为 晶体管放大器的负载阻抗。反馈 信号 从电容 2两端 取得， 送回 放大器的基极 b 上 。放大电路 选频网络 正反馈网络 输出 8 3 1,3 2,4是 可调电容 ，与 3同一数量级， = 111:12:13+4 3 +4，振荡 频率 0 = 12= 12(3:4), 0与 无关 ，故比较稳定。 3 电路参数计算、元器件选择 偏置电阻值的计算 与 选择 偏置电阻决定静态工作点，所以，要先确定振荡器的静态工作电流 ICQ。一般小功率振荡器的静态工作电流 为 （ 1 4） mA， 取 =2 mA， 在 实验室取得的三极管的 值 用万
7、用表测得为 237。则： 一般取 = 0.2， 实验 中 = 12V,则 = 0.2 = 0.212= 2.4V,则 = = 2.42 = 1.2； 由 + = ;, 一般取 = 2 = 6, 确定=;-=12;62 1.2= 1.8; 由流过 2的电流 2 = 10 = 10/, = ,确定b2 = 2=:2= 2.4:0.7102237= 3.10.08=38.75; 由 = b21:b2 , 确定 b1 = 2(1) = 38.75(123.1 1)= 111.25； 综上 ， = 1.2， =1.8， b1 = 111.25， b2 = 38.75 根据以上 计算出的各电阻值，我选取了
8、最接近的标称电阻值，为了便于调整静态工作点，在实际电路中 b1用 固定值的电阻与电位器串联。 实际使用 的标称电阻值为 = 1.2， =1.8， b1 =100电位器 +51电阻 ， b2 = 33 9 振荡回路元件值的计算 根据西勒 振荡器的原理， 3 1,3 2， 回路的振荡频率 0主要 由 3、 4和 L 决定 ， 即 0 = 12(3:4),一般 谐振回路的电感 L与 电容 值 之间的关系为 = 105106， 其中 3+4。反馈系数 ,F= 11:2= 1812,为了 便于 起振 ， 取 1=2 = 1000,取3=4 = 100， 由 0 = 12(3:4)， 得到 L = 142
9、02(3:4)5H。 综上 ， 1=2 = 1000， 3=4 = 100， L = 5 H。 实际 使用的标称值为 1 =2 = 1000， 3 =200 ， 4 为可变 电容， L = 4.7 H。 旁路电容值的选取 一般应使旁路电容 Cb的容抗为与其并联的电阻值的 1/20 1/10。但是，当与其并联的电阻值较大时，应当使 Cb的容抗为几十欧姆甚至几欧姆。这里选取标称值 = 0.01。 4. 电路的安装和调试 主要技术指标测量 1 静态 工作点 电极 射极 e 基极 b 集电极 c 电压值 /V 1.93 2.57 8.58 2 谐振频率 0 10 实验 实际测得 谐振 频率 0=4.99MHz,接近 于所设计的标称频率， 满足 频率的要求。 输出峰峰值 ; 在 未接负载时，输出峰峰值为 4.18V， 为 减小接入负载的影响，与
