课程设计任务书。
学生姓名: 专业班级: 电子1001班
指导教师: 韩屏工作单位: 信息工程学院
题目:电容三点式正弦波振荡器。
初始条件:具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。
要求完成的主要任务:
1.采用晶体三极管或集成电路,场效应管构成一个正弦波振荡器;
2.额定电源电压5.0v ,电流1~3ma; 输出中心频率 1.5mhz (具有定的变化范围);
3.完成课程设计报告(应包含电路图,清单、调试及设计总结)。
时间安排:2023年12月10日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求;课设答疑事项。
2023年12月11日至2023年12月26日完成资料查阅、设计、制作与调试;完成课程设计报告撰写。
2023年12月27日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名年月日。
系主任(或责任教师)签名年月日。
目录。摘要 3
abstract 4
1.绪论 5
2.电路原理 6
2.1 振荡原理 6
2.2 整体电路基本原理 6
2.3电路方框图及说明 8
3.电路设计及参数选择 9
3.1电路原理图设计 9
3.2电路参数选择 10
4.电路** 12
5.实物制作及调试 13
6.个人体会 14
参考文献 15
附录i 元件清单 16
附录ii总电路图 17
本文对高频电容三点式正弦波振荡器的工作原理进行了详细解析,通过对电路的性能分析,确定最佳制作方案。通过multisim的**分析,按照设计要求,来确定最佳参数,并利用其他相关电路来调试电路,解决了振荡电路中自激振荡问题和调谐准确的问题。本次设计中,自己设计制作了电容三点式正弦波振荡器,具有完整的**和实物测试流程。
达到了任务书所要求的目标,对课本知识做了一次良好的巩固。
关键词:电容正弦波振荡器 multisim**。
in this *****, three-sinusoidal oscillator frequency capacitance works carried out a detailed analysis, performance analysis through the circuit to determine the optimal production program. multisim simulation analysis, in accordance with the design requirements, to determine the optimum parameters, and use other relevant circuit debugging circuitry, the oscillator circuit to solve the problem of self-oscillation and accurate tuning problems. the design, design your own three-point capacitive sine w**e oscillator, with a complete simulation and physical testing process.
reached the goal of the mission statement as required, to do a good textbook knowledge consolidation.
key words: capacitor sine w**e oscillator multisim simulation
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、30~300兆赫的甚高频信号发生器。一般采用 lc调谐式振荡器。
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。
本次课程设计我设计的是电容反馈三点式振荡器,而电容反馈三点式振荡器是自激振荡器的一种,因此更好进行设计了。振荡器是不需要外加信号激励,自身将直流电能转换为交流电的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。
由我们所学过的知识知道,构成一个振荡器必须具备下列一些最基本的条件:
1)任何一个振荡回路,包含两个或两个以上储能元件。在这两个储能元件中,当一个释放能量时,另一个就接收能量。接收和释放能量可以往返进行,其频率决定于元件的数值。
2)电路中必须要有一个能量**,可以补充由振荡回路电阻所产生的损耗。在电容三点式振荡器中,这些能量**就是直流电源。
3)必须要有一个控制设备,可以使电源在对应时刻补充电路的能量损失,以维持等幅**。这是由有源器件(电子管,晶体管或集成管)和正反馈电路完成的。
1)振荡器起振条件为af>1(矢量式),振荡器平衡条件为:af=1(矢量式),它说明在平衡状态时其闭环增益等于1。在起振时a>1/f,当振幅增大到一定的程度后,由于晶体管工作状态有放大区进入饱和区,放大倍数a迅速下降,直至af=1(矢量式),此时开始谐振。
假设由于某种因素使af<1,此时振幅就会自动衰减,使a与1/f逐渐相等。
2)振荡器的平衡条件包括两个方面的内容:振幅稳定和相位稳定 。
我们可以假设横坐标是振荡电压,而纵坐标分别是放大倍数k和反馈系数f,假设因为某种情况使电压增长,这时<1,振荡就会自动衰减。反之,若电压减少,出现kf>1的情况,振荡就会自动增强,而又回到平衡点。由此可知结论为:
在平衡点,若k曲线斜率小于0,则满足振荡器的振幅稳定条件。过k曲线的斜率为正,则不满足稳定条件。
对于相位稳定条件来说,它和频率稳定实质上是一回事,因为振荡的角频率就是相位的变化率,所以当振荡器的相位发生变化时,频率也发生了变化。
3)我们知道lc振荡器有基本放大器、选频网络和正反馈网络三个部分组成。为了维持**,放大器的环路增益应该等于1,即af=1,因为在谐振频率上振荡器的反馈系数为c1/c2,所以维持振荡所需的电压增益应该是。
a=c2/c1
电容三点式振荡器的谐振频率为。
f0=1/2π[l(c1c2/c1+c2)]1/2
在实验中可通过测量周期t来测定谐振频率,即。
f0=1/t
放大器的电压增益可通过测量峰值输出电压vop和输入电压vip来确定,即。
a=vop/vip
4)2n2222a三极管的工作原理
2n2222a三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压ub有一个微小的变化时,基极电流ib也会随之有一小的变化,受基极电流ib的控制,集电极电流ic会有一个很大的变化,基极电流ib越大,集电极电流ic也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。
但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。ic 的变化量与ib变化量之比叫做三极管的放大倍数β(βic/δib, δ表示变化量。),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。
三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫建立偏置,否则会放大失真。
滤波网络:滤除电源中的交流成分是外加电源中只含有直流成分,因为振荡器所要求的加在电路上的电能是直流电能,而实际电源很难达到纯粹的直流,所以需要加这样一个电路将其中可能的交流成分滤除。
放大网络:放大网络就是通过加在基极的直流电压来控制集电极的电压输出。放大网络对于靠近谐振频率的信号,有较大的增益,对于远离谐振频率的信号,增益迅速下降。
选频网络:由电感及电容组成的选频网络分为两类,一类是串联谐振回路,另一类是并联谐振回路,回路谐振时,电感线圈中的磁能与电能中的磁能周期性的转换着。电抗元件不消耗外交电动势能量。
外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量,以维持回路中的等幅振荡。所以在串联谐振时,回路中电流达到最大值,并联谐振中,负载电压达到最大值。
正反馈网络:反馈,指将系统的输出返回到输入端并以某种方式改变输入,进而影响系统功能的过程,即将输出量通过恰当的检测装置返回到输入端并与输入量进行比较的过程。正反馈使输出起到与输入相似的作用,使统偏差不断增大,使系统振荡,可以放大控制作用。
正反馈网络是电感反馈三点式振荡网络中比较重要的一个环节。
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