高频课设报告(高频正弦波振荡器)

1、教学设计任务书学生姓名： XXX专业班：电气通讯1102指导人民教师：刘运刚工作单位：信息工程学院课题1 :射频波正弦波震荡器初始条件：具有比较牢固的电子电路理论知识和较强的实践能力，了解电路数据老虎钳的选择和电路形式的选择。具有射频波电子电路的基本设定校正能力和基本调试能力，能够正确使用实验设备进行电路的调试和检查。要求完成的主要塔斯克：(包括课程设置修改工作量及其技术要件、说明书编写等具体要件)1 .使用晶体管构成多功能正弦波震荡器2、额定电源电压5.0V、电流13mA；输出频率6 MHz (频率有一定的变化范围)3 .能够通过双变跨接线来构成时钟和封口胶的串并行石英谐振器4 .有缓冲级，

2、100欧姆负载，震荡器输出电压 1 V (D-P )；5 .完成课程设置修订通讯端口(应包括电路图、清单、调试和设置修订的总结)。时间表：二十一周，其中四天进行硬件设置修订和制作，三天进行调整和答辩。指导人民教师签名：年月日系主任(或责任人民教师)的签名：年月日目录摘要11 .正弦波震荡器的基本原理21.1自激振荡的平衡21.2振荡的确立和振荡条件21.3震荡器的稳定32.3点式LC震荡器42.1电容器三点式震荡器42.2串联改良型电容器三点式震荡器(克拉大板块电路) 52.3并联改良型电容器3点式震荡器(密封电路) 63 .水晶结晶谐振器73.1逆压电效应及其等效电路73.2水晶结晶的阻抗特

3、性83.3石英晶体谐振器电路83.3.1并联型石英振动电路83.3.2串联型石英谐振器94 .振荡电路的整体设定修正及其模拟104.1主要原始残奥仪表设置修订114.1.2振荡电路设定修正部114.1.3输出级134.2电路的模拟(multisim)145 .实物制作图18六.实践总结和心得体会19附录1 .组件列表20参考文献21摘要所谓震荡器，是在没有施加输入信号的条件下，能够将从直流电源供给的能量自动转换成具有一定频率、一定波形和一定振幅的周期性交替振荡信号的电子电路。在通讯技术领域中，震荡器的应用非常广泛，例如在信号发送器中的震荡器提供预定频率的载波信号、作为接收机中进行频率混合所需的

4、局部振荡信号、或者作为解调所需的返回的载波信号等。 在量测仪器中，震荡器被用作信号发生器、时间标准、频率标准等。震荡器的主要技术指标有振荡频率、频率稳定度、振荡振幅、振荡波形等。震荡器种类很多，在本次射频波正弦波震荡器的课程设置修订中，对石英谐振器、梅花、希拉震荡器进行了深入研究。 由于水晶结晶具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，此次授课采用水晶结晶组成串、并联震荡器。 另外，在这次的课程中，通过使用仿真软件multisim进行模拟，加深了软件的理解度。牛鼻子字：震荡器通讯水晶结晶正弦波1 .正弦波震荡器的基本原理1.1自激振荡的平衡在震荡器振荡过程，即产生自激振荡的过程中，为了

5、产生自激振荡，需要以下两个条件：(1)回种子文件必须是正反馈也就是说，种子文件回输入端子的种子文件回电压(电流)必须与输入电压(电流)同相。 即，满足振动相位平衡条件的是这里，其为总相移、放大相移和反种子文件相移的整数。(2)回种子文件信号必须对一盏茶大一般来说，放大器的放大率K1、反馈电路的反馈系数F1。 为了补偿种子文件背信号在一盏茶中具有大增益的放大器，需要满足种子文件背系数的衰减，即振荡器的幅度平衡条件1.2振荡的确立和振荡条件以上的振荡条件是在假设发生了振荡时维持振荡平衡所需要的要求。 这里需要调查波动开关最初的振动是如何发生的。当震荡器接通电源时，会产生晶体管电流的急剧增加、电路的

6、热噪声、震荡器振荡的初期激发等各种各样的电声干扰。 所突然变异的电流包含许多间谐波成分，声干扰噪声也包含各种频率成分，它们通过LC谐振电路，在其两端产生电压，由于谐振电路的频率选择作用，只能选择接近LC谐振电路的电压成分，虽然电压的幅度小，但由于电路中存在正反馈，经过反馈和放大的循环后， 此外，随着振荡振幅的增加，晶体管饱和、截止现象、即若增加一定程度，则会产生下面的波形被切除的现象，因此虽然不是正弦波，但是从谐振电路的频率选择特性选择其基本频率成分的是正弦形状，此时的宽度几乎不增加，振荡确立过程结束。振荡条件是产生自激振荡所需的k、f的乘积的最小值。 显然你必须满意根据该条件，能够逐渐增加振

7、荡电压，建立振荡。 放大器通常具有非线性特性，并且反馈防止电路是线性电路的。 在振荡确立工序中，随着幅度的增加，放大器从甲类的工作状态进入乙类或丙类的工作状态。 由于晶体管的非线性作用，幅度增加，k值逐渐降低，最后取得平衡，在KF=1点稳定。1.3震荡器的稳定震荡器的稳定有振幅稳定和相位稳定两个方面。1 .振幅稳定条件判断一个点是否是其稳定点，看该点附近的振幅变化时是否能够恢复原状。在平衡点，k曲线斜率为负，如下图1.1所示。a图1.1 K曲线与曲线相交2 .相位稳定条件相位稳定条件是研究电路中的声干扰暂时破坏相位条件而使振荡频率变化，在声干扰去除后，振荡是否自动稳定在原来的频率。 实质上，相

8、位稳定条件与频率稳定条件是相同的，因为振荡器的角频率为相位变化率()震荡器相位稳定条件是工作频率附近的相位特性曲线斜率为负、即其曲线如下图1.2所示。f图1.2谐振电路的相位稳定作用2.3点式LC震荡器三点式震荡器是指LC电路的3个程序断点分别与晶体管的3个电极相连的震荡器。2.1电容器三点式震荡器图2.1是电容种子文件背的三点电路，其中图(a )是原理电路，图(b )是交流等效电路。 在图中，从两端获取反种子文件信号作为晶体管放大器的负载阻抗，并将其传送回放大器输入端子。 高频扼流圈ZL的作用是防止射频波信号被旁路，并在晶体管的集电极处配置直流通路。(b )(a )图2.1容量三点式震荡器如

9、上图所示，假设在晶体管的基极和发射极之间存在输入信号，振荡频率与LC电路的谐振频率相等时反转，电流延迟。 上的回种子文件电压会延迟电流，满足同相和相位平衡条件。为了便于分析，可以将图2.1(b )描绘为图2.2所示的等效电路。 图中是向晶体管的输出电阻晶体管输入电阻、向晶体管的输出电容和向晶体管输入电容的电路谐振电阻。图2.2图2.1的等效电路根据图2.2，可以获得回种子文件系数命令，那样的话那个倍率是多少其中是循环网站数据库系数。为了确保相位平衡的条件，震荡器的振荡频率优选为电路的谐振频率，即2.2串联改良型电容器三点式震荡器(克拉大板块电路)串联改良型电容器三点式震荡器如图2.3(a )所

10、示，其交流等效电路如图2.3(b )所示。(b )(a )图2.3串联改良型电容种子文件背三点线路时钟电路的特征是，将基本型的电容器反向三点线路集电极即基极分支电路的电感量置换为LC串联电路。这个电路的回种子文件系数电路与公共基极连接，对于交流会短路，所以基极接地。 这个震荡器的频率在此由下式决定2.3并联改良型电容器三点式震荡器(密封电路)硅烷电路如图2.4(a )所示，其交流等效电路如图2.4(b )所示。 该电路的主要特征是电容大，此外，将基本型电容反馈线路的基于集电极的路径变更为LC并联电路并联连接。该电路的电路谐振频率其中电路总容量(a )(b )图2.4并联改良型电容种子文件背三点

11、式电路这个电路的回种子文件系数3 .水晶晶体谐振器3.1逆压电效应及其等效电路逆压电效应是晶体的基本特性，它的效应可以把机械能转化成电能，而另一方面，它也可以把电能转化成机械能。 所谓逆压电效应，就是通过对水晶结晶所打的两个电极施加直流电场，使结晶产生机械变形。 相反，如果对结晶的两侧施加机械压力，则在与结晶相应的方向上产生电场的现象称为逆压电效应。 如果不擅长将晶体分为两个阶段称为交变激励电压，则晶体会发生机械振动，相同晶片的机械振动也会产生交变电场。 此外，当所施加的交变电压的频率达到某个特定值时，振幅显着增大，远大于其他频率激励下的振幅的现象称为压电谐振。图3.1是水晶结晶谐振器的等效电

12、路。 Lq是动态电感量，相当于机械振动的惯性，一般从数十毫秒到数百亨，Cq是动态电容器，相当于晶体的等效弹性模数，小，一般用百分之几的皮法进行修正相当于晶体的沿程水头损失，一般为几至几百欧姆。 易懂：石英晶体的质量系数很高。二氧化碳图3.1水晶结晶谐振器的等效电路罗伯特罗伯特电脑辅助设备洛杉矶3.2水晶结晶的阻抗特性石英晶体谐振器有2个谐振频率，当l、c、r分支路径串联谐振时，等效电路的阻抗最小，串联谐振频率为fs=1/2，当等效电路并联谐振时，谐振频率为fp=fs，明显是fs fp，但由于C C0，因此是fs根据石英晶体的等效电路，其电抗-频率特性曲线如图3-2所示，在ffs或f fp的情况

13、下，石英谐振器在表示电容性的f位于fs和fp之间时，晶体谐振器与电感量等效，在f=fs时，是串联谐振点，等效阻抗最小的f=fp图3.2晶体的电抗特性曲线3.3石英谐振器电路3.3.1并联型石英振荡电路水晶振动电路在结晶的并联共振频率附近动作，将结晶与电感量等价的情况称为并联水晶振动电路。 该电路由晶体和外接电容器组成，按照三点线路的连接原则构成震荡器，晶体等效于电感量。 下图3.3(a )是并联型晶体管振荡电路，其工作频率由、和结晶构成的电路决定。 图3.3(b )是结晶和外部电容的等效电路。(a )和(b )；图3.3并联晶体振荡电路由图(b )可知，即电路整体的电容值主要依赖于晶体内部，外部电容的变化几乎不影响，这是其振荡频率稳定的原因。 由于电路的振荡频率3.3.2串联型石英谐振器下图3.4(a )是串联型晶体振荡电路，3.4(b )是其等效电路。(a )(b )图3.4串联型晶体振荡电路当电路的谐振频率等于晶体的串联谐振频率时，晶体的阻抗最小，电路满足相位和振幅条件，震荡器的工作频率等于晶体的串联谐振频率，相反，当电路的谐振频率