LC振蕩器設(shè)計(jì)與仿真

1、LC正弦振蕩器設(shè)計(jì)與仿真一、 設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)一個(gè)LC正弦振蕩器，使其產(chǎn)生的正弦信號(hào)。設(shè)計(jì)任務(wù)要求：（1） 完整的設(shè)計(jì)思路，并畫(huà)出電路圖；（2） 運(yùn)用multisim進(jìn)行仿真分析，并測(cè)出其仿真波形。（3） 進(jìn)行頻譜分析，測(cè)出其頻譜分量；二、 設(shè)計(jì)思路1. 正弦振蕩器的基本原理振蕩器為在不需外加輸入信號(hào)便能產(chǎn)生輸出信號(hào)的振蕩器。振蕩器按其工作原理可分為反饋式振蕩器和負(fù)阻式振蕩器。我們?cè)O(shè)計(jì)振蕩器時(shí)利用的是前者類(lèi)型振蕩器。所謂正弦振蕩器就是輸入直流信號(hào)，振蕩器輸出交流的具有某個(gè)特定的頻率的正弦信號(hào)。正弦振蕩器的應(yīng)用大致可分為兩類(lèi)：一類(lèi)為頻率的輸出，另一類(lèi)為功率的輸出所謂的頻率的輸出，是指用正弦波振蕩器產(chǎn)

2、生準(zhǔn)確而穩(wěn)定的頻率信號(hào)。其在無(wú)線電通信、廣播、電視發(fā)射機(jī)中用來(lái)產(chǎn)生所需要的載波；在功率輸出應(yīng)用中，正弦波振蕩器用作高頻功率源，如工業(yè)用高頻加熱設(shè)備和醫(yī)用醫(yī)療的電療儀器。在這類(lèi)應(yīng)用中，高效的輸出大功率是主要的要求。一般來(lái)說(shuō)，振蕩器工作要求滿足一定的平衡、穩(wěn)定和起振條件，這通過(guò)設(shè)置電路參數(shù)來(lái)滿足要求。另外更具振蕩的條件，振蕩器應(yīng)包括放大器、選頻網(wǎng)絡(luò)和反饋網(wǎng)絡(luò)。2.LC正弦振蕩器電路的構(gòu)成原則凡是采用LC諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)的反饋式振蕩器成為L(zhǎng)C正弦波振蕩器。LC振蕩電路形式很多，按反饋網(wǎng)絡(luò)的形式可分為變壓器耦合反饋式、電感或電容反饋式振蕩電路兩種。常用的LC正弦振蕩器如變壓器耦合振蕩器、三端式振蕩

3、器；其中三端式振蕩器又可分為電感三端式和電容三端式振蕩器。變壓器耦合振蕩器采用LC諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)，并利用變壓器耦合電路作為反饋網(wǎng)絡(luò)。其相位平衡條件是依靠變壓器初、次級(jí)繞組線圈具有合適的同名端來(lái)保證的。另外比較有名的LC振蕩電路為克拉拔振蕩器和席勒振蕩器。其提出是基于振蕩器的放大器中的晶體管基間的寄生參量（如基間電容、基間電阻）都與電壓、環(huán)境溫度等因素有關(guān)，晶體管寄生參量的影響必然影響著振蕩器的穩(wěn)定性下降。為了減小晶體管的寄生參量的影響，為此就提出了克拉拔振蕩器和席勒振蕩器。其出發(fā)點(diǎn)就是減小晶體管各端極間的接入系數(shù)。本設(shè)計(jì)采用席勒振蕩器。2. LC正弦振蕩器的設(shè)計(jì)Ø 克拉拔振蕩器

4、圖1 克拉拔振蕩器原理圖克拉拔振蕩器與電容反饋三端式電路的區(qū)別在于其在電感之路中串入了一個(gè)小電容。由于比較小，因此回路的總電容,則振蕩器工作振蕩頻率由此主要由決定。當(dāng)且由則對(duì)其進(jìn)行multisim仿真：圖2 克拉拔振蕩器的仿真波形圖3.克拉拔仿真的頻率圖4.克拉拔電路輸出頻譜分析但是隨著的減小，隨著克拉拔電路的穩(wěn)定性提高了，但是其起振條件越來(lái)越難滿足。Ø 席勒振蕩電路為了克服克拉拔電路的缺點(diǎn)，因此提出來(lái)席勒電路。其在克拉拔電路基礎(chǔ)上，在回路電感L兩端并聯(lián)一個(gè)電容。其中則。正弦振蕩器的工諧振蕩頻率：振蕩器的工作頻率：。它的改變可以通過(guò)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)。改變，而不變，接入的系數(shù)不變，從而振蕩器的工作頻率范圍展寬，穩(wěn)定性也得以提高。3.具體振蕩器的設(shè)計(jì)由上分析，要設(shè)計(jì)工作頻率為4 的振蕩器，我們選擇設(shè)計(jì)席勒振蕩器。由則：=79.15 pF.圖5.席勒振蕩器電路原理圖圖6 席勒振