电感反馈振荡器.doc

辽 宁 工 业 大 学高频电子线路课程设计（论文）题目：电感反馈振荡器 院（系）： 专业班级： 学 号 学生姓名： 指导教师： 教师职称： 起止时间： 辽 宁 工 业 大 学 课 程 设 计 说 明 书 （论文）课程设计（论文）任务及评语院（系）：电子与信息工程学院 教研室：电子教研室学 号070304025学生姓名张力锐专业班级电子071课程设计（论文）题目电感反馈振荡器课程设计（论文）任务设计内容：1用EWB仿真，设计一个电感反馈振荡电路。 2能够观察输出波形。3测量其振荡频率4分析电路并计算其振荡频率是否与所测的频率相同设计要求：1 .分析设计要求,明确性能指标。必须仔细分析课题要求,性能,指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案,以电路的先进性,结构的繁简,成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。指导教师评语及成绩成绩： 指导教师签字： 年 月 日 目录第1章 电感反馈振荡器设计方案论证11.1电感反馈振荡器的应用意义11.2电感反馈振荡器设计的要求及技术指标11.3 设计方案论证21.4 总体设计方案原理及分析2第2章 电感反馈振荡器电路设计32.1电感反馈振荡器电路设计42.2电路仿真实现42.3电感反馈振荡器电路参数计算52.4 电路性能分析6第3章 设计总结7参考文献第一章 电感反馈振荡器设计方案论证1.1 电感反馈振荡器的应用意义 电子线路中，除了要有对各种电信号进行放大的电子线路外，还需要有能在没有激励信号的情况下产生周期信号的电子电路，这种在无需外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅度的交变能量的电子电路称为高频信号发生器。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高频标准信号，以便测试各种电子设备和电路的电气特性。例如，测试各类高频接收机的工作特性，便是高频信号发生器一个重要的用途。在电路结构上，高频信号发生器和高频发射机很相似。高频信号发生器主要是产生高频正弦震荡波，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。 常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成， 这就是反馈振荡器。按照选频网络所采用元件的不同， 正弦波振荡器可分为LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型。其中LC振荡器和晶体振荡器用于产生高频正弦波。正反馈放大器既可以由晶体管、场效应管等分立器件组成，也可以由集成电路组成。1.2 电感反馈电路设计的要求及技术指标设计内容：1用EWB仿真，设计一个电感反馈振荡电路。 2能够观察输出波形。3测量其振荡频率4分析电路并计算其振荡频率是否与所测的频率相同设计要求：1 .分析设计要求,明确性能指标。必须仔细分析课题要求,性能,指标及应用环境等,广开思路,构思出各种总体方案,绘制结构框图。2 .确定合理的总体方案,以电路的先进性,结构的繁简,成本的高低及制作的难易等方面作综合比较,并考虑器件的来源，敲定可行方案。3 .设计各单元电路。总体方案化整为零,分解成若干子系统或单元电路,逐个设计。4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局,通常是按信号的流向,采用左进右出的规律摆放各电路,并标出必要的说明1.3 设计方案论证反馈型振荡器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，图1.1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U1，这一信号经放大器放大后，在输出端产生输出信号U2，若U2经反馈网络并在反馈网络输出端得到的反馈信号U3与U1不仅大小相等，而且相位也相同，即实现了正反馈。放大器反馈网络RL321图1.1反馈荡器的组成方框图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U2输出，从而实现了自激振荡的目的。 为了使振荡器的输出U2为一个固定频率的正弦波，图1.1所示的闭合环路内必须含有选频网络，使得只有选频网络中心频率的信号满足U3与U1相同的条件而产生自激振荡，对其他频率的信号不满足U3与U1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，也可与选频网络相结合构成选频反馈网络。如上所述，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。那么，振荡的产生是否就需要在开始的一瞬间外加一个输入信号U1，等到产生了输出信号U2，又反馈一部分回来，再把输入信号拿走呢？实际上，在电源接通振荡器时，电路内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，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加到输入端，幅度得到增大。这一“反馈放大”的过程是一个循环的过程某一频率分量的信号将不断增长，振荡由小到大而建立起来。所谓三点式振荡器，是指LC振荡器中选频网络有两个电容、一个电感或者两个电感、一个电容组成的振荡器。一般LC振荡电路在直流通路正常情况下判别能否振荡时由于振幅条件不便于判别，只看相位条件即可，只要相位条件满足，我们就说它能振荡。第2章 电感反馈电路设计2.1 电感反馈电路放大器电路设计Rb1ReLVTCbCeCL1L2VTL1L2CVCCRb2(a) 原理电路(b)等效电路电感三点式振荡器2.2电路仿真实现2.3 电感反馈振荡器电路参数计算振荡频率的近似为： (a) 式中L = L1L22M为回路总电感。 若考虑goe、gie的影响时，满足相位平衡条件的振荡频率值为 (b) 由式 (b) 可见，电感三点式振荡器的振荡频率要比式 (a) 所示的频率值稍低一些，goe、gie越大，耦合越松，偏低得越明显。可先设定C=0.1uf，可以设为L1=1mH,而L2=5mH.因此可得L1+L2=6mH,所以可知： 所以可知： 当回路谐振时,所以有: 仿真结果计算：所测得：T=159.6 us 则有： 即电路振荡频率与所测的频率相同24 电路性能分析1振荡信号波形不好。2频率调节容易。3起振容易，输出幅度较高。第3章 设计总结 本次课程设计的题目是电感反馈电路的设计，主要应用了通信电子线路三点式振荡器电路内容。通过查找资料，结合书本中所学的知识，完成了课程设计的内容。把书中所学的理论知识和具体的实践相结合，有利于我们对课本中所学知识的理解，并加强了我们的动手能力。 在课程设计之前，我们通过各个渠道查找资料后分析验证，经过多次的修改和整理，作了如上的设计思路。虽然这次设计一开始是按照设计要求去完成的，但由于在实际操作中，出现了比较大的问题，导致以上的准备资料，在实际操作中都未能派上用场。在这次的课程设计过程中，我懂得了很多，课程设计不光是让我们去“设计”，更重要的是培养我们的能力！通过本次课程设计使我对通信电子线路又有了进一步的了解，增加了对所学知识的应用。其次对这个课题的理解问题。因为高频的知识本来就不容易懂，所以查找资料和查阅基础知识，花了我们很长的时间。这些都应归咎于自己基础知识的匮乏。在这次的课程设计中，我们通过动手实践操作，进一步学习和掌握了有关高频原理的有关知识，特别是动手操作方面，加深了对电感反馈电路的认识，进一步巩固了对高频知识的理解，也对模块的基本工作原理和调试仪器有了一定的了解。在设计时我们根据课题要求，复习了相关的知识，还查阅了相当多的资料，这也在一定程度上拓宽了我们的视野，丰富了我们的知识。这次的高频课程设计重点是通过实践操作和理论相结合，提高动手实践能力，提高科学的思维能力。在接触课程设计之前，因为这门课程的难度很深度，我对高频是敬而远之的心态，所以基础知识以及逻辑推理思维方面都是相当欠缺。在对高频的实验模块操作方法所知甚少和对调试知识几乎一无所知的程度，最后通过不懈努力终于圆满完