電容三點(diǎn)式振蕩電路

1、 電容三點(diǎn)式振蕩電路的分析與仿真摘要：自激式振蕩器是在無需外加激勵(lì)信號(hào)的情況下，能將直流電能轉(zhuǎn)換成具有一定波形、一定頻率和一定幅值的交變能量電路。正弦波振蕩器的作用是產(chǎn)生頻率穩(wěn)定、幅度不變的正弦波輸出。基于頻率穩(wěn)定度、反饋系數(shù)、輸出波形、起振等因素的綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用的是電容三點(diǎn)式振蕩器。 關(guān)鍵詞：電容三點(diǎn)式、multisim、振蕩器引言：不需外加輸入信號(hào)，便能自行產(chǎn)生輸出信號(hào)的電路稱為振蕩器。按照產(chǎn)生的波形，振蕩器可以分為正弦波振蕩器和非正弦波振蕩器。按照產(chǎn)生振蕩的工作原理，振蕩器分為反饋式振蕩器和負(fù)阻式振蕩器。所謂反饋式振蕩器，就是利用正反饋原理構(gòu)成的振蕩器，是目前用的最廣泛的一類振蕩器

2、。所謂 負(fù)阻式振蕩器，就是利用正反饋有負(fù)阻特性的器件構(gòu)成的振蕩器， 在這種電路中， 負(fù)阻所起的作用，是將振蕩器回路的正阻抵消以維持等幅 振蕩。 反饋式振蕩電路，有變壓器反饋式振蕩電路，電感三點(diǎn)式振蕩電路，電容三點(diǎn)式振蕩電路和石英晶體振蕩電路等。本次設(shè)計(jì)我們采用的是電容三點(diǎn)式振蕩電路。 設(shè)計(jì)原理：1、電容三點(diǎn)式振蕩電路（1）線路特點(diǎn) 電容三點(diǎn)式振蕩器的基本電路如圖（1）所示。與發(fā)射極連接的兩個(gè)電抗元件為同性質(zhì)的容抗元件C2和C3；與基極和集電極連接的為異性質(zhì)的電抗元件L。它的反饋電壓是由電容C3上獲得，晶體管的三個(gè)電極分別與回路電容的三個(gè)端點(diǎn)相連接，故稱之為電容反饋三端式振蕩器。電路中集電極和基

3、極均采取并聯(lián)饋電方式。C7為隔直電容。 圖（1）（2）起振條件和振蕩頻率 由圖可以看出，反饋電壓與輸入電壓同相，滿足相位起振條件，這時(shí)可以調(diào)整反饋系數(shù)F，使之滿足A0F1就可以起振。 同理，可推倒出電容反饋三端電路的振蕩頻率如式：反饋系數(shù)F為：F=C2/C3.（3）電路的優(yōu)缺點(diǎn) 電容反饋三端電路的優(yōu)點(diǎn)是振蕩波形較好，因?yàn)樗姆答侂妷菏强侩娙莴@得，而電容原件對(duì)信號(hào)的高次諧波呈低阻抗，因此對(duì)高次諧波反饋較弱，使振蕩波形更接近正弦波；另外，這種電路的頻率穩(wěn)定度較高，由于電路中得不穩(wěn)定電容與回路電容C2、C3相并聯(lián)，因此，適當(dāng)增大回路的電容量，就可以減小不穩(wěn)定因素對(duì)振蕩頻率的影響。第三，電容三端電路的

4、工作頻率可以做得很高，因此它可以這屆利用振蕩管的輸出、輸入電容作為回路的振蕩電容。工作頻率可以做得較高，可達(dá)到幾十MHz到幾百M(fèi)Hz的甚高頻波段范圍。 這種電路的缺點(diǎn)是：調(diào)C2或C3來改變振蕩頻率時(shí)，反饋系數(shù)也將改變。使振蕩器的頻率穩(wěn)定度不高。 2、改進(jìn)型電容三點(diǎn)式電路設(shè)計(jì) 原理圖設(shè)計(jì)如圖（2）：這個(gè)振蕩電路由電感L與電容C1組成一個(gè)震蕩電路，同時(shí)也是一個(gè)濾波器，將直流信號(hào)中的正弦波提取出來。由于信號(hào)在電路中會(huì)衰減，所以需要將信號(hào)進(jìn)行放大補(bǔ)償，電路中的三極管就是放大用的，震蕩信號(hào)輸入三極管，經(jīng)過放大作用，再輸入到C1與L中，補(bǔ)償?shù)魮p失的部分，這樣振蕩器就可以維持穩(wěn)定的振幅和頻率了。關(guān)鍵元件就是

5、C1，L與三極管T。反饋網(wǎng)絡(luò)是將輸出信號(hào)送回到輸入端的電容分壓式正反饋網(wǎng)絡(luò)，C2和Cb構(gòu)成正反饋。該射極偏置電路讓三極管有合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。 從穩(wěn)頻的角度出發(fā)，應(yīng)選擇fT較高的晶體管，這樣晶體管內(nèi)部相移相對(duì)較小。電路中通過調(diào)節(jié)C4來粗調(diào)振蕩頻率。 圖（2）電路由三部分組成1 三極管放大器；（起能量控制作用）2 正反饋網(wǎng)絡(luò)；（由三點(diǎn)式回路組成）3 選頻網(wǎng)絡(luò)；（由三點(diǎn)式回路的諧振特性完成選頻功能）。 如圖（3）、（4）為振蕩器輸出波形及頻譜。圖3改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路輸出信號(hào)波形圖4改進(jìn)型電容三點(diǎn)式振蕩電路輸出信號(hào)頻譜總結(jié)振蕩電路接通電源后，有時(shí)不起振，或者在外界信號(hào)強(qiáng)烈觸發(fā)下才起振（硬激勵(lì)），

6、在波段振蕩器中有時(shí)只在某一頻段振蕩，而在另一頻段不振蕩等。所有這些現(xiàn)象無非是沒有滿足相位平衡條件或振幅平衡條件。如果在全波段內(nèi)不振蕩，首先要看相位平衡條件是否滿足。對(duì)三端振蕩電路要看是否滿足對(duì)應(yīng)的相位平衡判斷標(biāo)準(zhǔn)。此外，還要在振幅平衡條件所包含的各種因素中找原因。1、靜態(tài)工作點(diǎn)選的太小。2、電源電壓過低，使振蕩管放大倍數(shù)太小。3、負(fù)載太重，振蕩管與回路間耦合過緊，回路Q值太低。4、回路特性阻抗或介入系數(shù)pce太小，使回路諧振阻抗RO太低。5、反饋系數(shù)kf太小，不易滿足振幅平衡條件。但kf并非越大越好，應(yīng)適當(dāng)選取。有時(shí)在某一頻段內(nèi)高頻端起振，而低頻端不起振，這多半是在用調(diào)整回路電容來改變振蕩頻率的電路中，低端由于C增大而L/C下降，致使寫真阻抗降低所起。反之，有時(shí)低端振高端不振，原因可能有：1、選用晶體管fT不夠高。2、管的電流放大倍數(shù)太小。在這個(gè)設(shè)計(jì)當(dāng)中，我學(xué)會(huì)了振蕩電路中的一些基礎(chǔ)理論知識(shí)，在設(shè)計(jì)電路元件參數(shù)的時(shí)候首先要考慮電路起振條件和平衡條件，這分別包含振幅條件和相位條件。正反饋網(wǎng)絡(luò)是振蕩器設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，真