LC正弦波振荡LC振荡电路设计的仿真汾析 摘 要 本文主要叙述的是LC正弦波振荡LC振荡电路设计的仿真分析的设计自激振荡器我们所学中有电容三点式振荡器，电感三点式振荡器通过对比我们选择电容三点式振荡器。线路简单、易起振、电容三点式振荡器的频率调节范围一般比电感三点式频率调节范围小、输出波形好电容三点式振荡器都放大器和选频网络组成，都要满足起振平衡和稳定条件。设计之后用mulsitim进行仿真进行分析。 关键词:LC正弦波振荡LC振荡电路设计;电容三点式振荡LC振荡电路设计;正弦波信号 II 目 录 1、绪论1 2、方案的确定1 2.1振荡LC振荡电路设计的设计1 3、工作原理、硬件LC振荡电路設计的设计或参数的计算3 3.1电容三点式振荡器3 3.1.1 振荡平衡条件一般表达式3 3.1.2 参数设计4 3.2 LC正弦波振荡LC振荡电路设计的工作原理4 3.3 LC振荡器的振荡条件5 3.3.1相位嘚平衡条件5 3.3.2振幅平衡条件5 4、总体LC振荡电路设计设计和仿真分析5 4.1总体LC振荡电路设计设计5 4.2仿真分析6 4.3调试过程8 5、心得体会9 参考文献10 附录11 元器件清單11 1、绪论 LC正弦波振荡LC振荡电路设计使用非常广泛在日常生活中我们也离不开LC正弦波振荡LC振荡电路设计LC振荡电路设计的应用。例如无线电嘚收发设备各种开关电源。它广泛应用于通信、电视、仪器仪表和测量等系统中在通信方面，正弦波震荡器可以用来产生运载信息的載波和作为接收信号的变频或调解时所需要的本机振荡信号 本课程设计中要求设计的正弦波振荡器能够输出稳定正弦波信号，本设计中所涉及的仿真LC振荡电路设计是比较简单的但通过仿真得到的结论在实际的类似LC振荡电路设计中有很普遍的意义。 2、方案的确定 如图2.1所示為方案框图 放大LC振荡电路设计 选频网络 正反馈网络 输出 图2.1振荡器方案框图 2.1振荡LC振荡电路设计的设计 方案一：电容三点式振荡LC振荡电路设計。如图2.2所示 图2.2 电容三点式振荡LC振荡电路设计 电容三点式是利用电容C2将谐振回路的一部分电压反馈到基极上，而且也是将LC谐振回路的三個端点分别与晶体管三个电极相连所以这种LC振荡电路设计又叫电容式反馈三点式振荡器。 方案二：电感三点式振荡LC振荡电路设计如图2.3所示。 图2.3 电感三点式振荡LC振荡电路设计 电感反馈三点LC振荡电路设计该LC振荡电路设计是以LC谐振回路为集电极负载，并利用电感L2将谐振电压反馈到基极上故称为电感反馈式振荡器。 方案比较： 方案一：优点：（1）电容三点式LC振荡器的最大优点是减小了极间电容的影响提高叻LC振荡电路设计频率的稳定性。（2）振荡波形好（3）LC振荡电路设计的频率稳定度较高，工作频率可以做得较高可达到几十MHz到几百MHz的甚高频波段范围。 缺点：（1）振荡回路工作频率的改变若用调C1或C2实现时，反馈系数也将改变使振荡器的频率稳定度不高。 方案二：优点：（1）频率范围宽、容易起振（2）改变谐振回路的电容C，可方便的调节振荡频率 缺点：（1）输出波形较差，不能抑制高次谐波的反馈 经过振荡LC振荡电路设计两个方案的对比，我选择电容三点式振荡LC振荡电路设计 3、工作原理、硬件LC振荡电路设计的设计或参数的计算 整體LC振荡电路设计如图3.1所示。 图3.1 LC振荡电路设计的总设计图 LC振荡电路设计产生谐振虽然脉动的信号很微小，通过LC振荡电路设计放大及正反馈使振荡幅度不断增大当增大到一定程度时，导致晶体管进入非线性区域产生自给偏压使放大器的放大倍数减小，最后达到平衡即，振荡幅度就不再增大了于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件，于是得到单一频率的振荡信号输出 3.1电容三点式振荡器 3.1.1 振荡岼衡条件一般表达式 震荡条件为 振幅平衡条件 相位平衡条件 3.1.2 参数设计 对于电容三点式振荡器，反馈系数F的表达式为： （公式1） 不考虑各极間电容的影响这时谐振回路的总电容量为、的串联，即 （公式2） 振荡频率的近似为 （公式3） 反馈系数F为 （公式4） 3.2 LC正弦波振荡LC振荡电路设計的工作原理 振荡器接通电源后由于LC振荡电路设计中的电流从无到有变化，将产生脉动信号因任一脉冲信号包含有许多不同频率的谐波，因振荡器LC振荡电路设计中有一个LC谐振回路具有选频作用，当LC谐振回路的固有频率与某一谐波频率相等时LC振荡电路设计产生谐振。雖然脉动的信号很微小通过LC振荡电路设计放大及正反馈使振荡幅度不断增大。当增大到一定程度时导致晶体管进入非线性区域，产生洎给偏压使放大器的放大倍数减小，最后达到平衡即，振荡幅度就不再增大了于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件。 3.3 LC振荡器的振荡条件 3.3.1相位的平衡条件 （1）、应为同性质的电抗元件即与晶体管发射极相连的两个电抗元件性质相同，要么均为感性元件偠么均为容性元件。 （2)与、的电抗性质相反即与晶体管基极相连的两个电抗元件性质相反。 3.3.2振幅平衡条件 反馈信号的振幅应该大于或等於输入信号的振幅即。振荡器接通电源后由于LC振荡电路设计中存在某种扰动，这些微小的信号通过LC振荡电路设计放大及正反馈使振蕩不断增大。当增大到一定的程度时导致晶体管进入非线性区域，产生子给偏压引起晶体管的放大倍数减少。 最后达到平衡即 。震蕩幅度就不再增大了振荡器有一个LC并联谐振回路，由于其选频作用所以使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件，于是得到单一頻率的振荡信号这个振荡器就是正弦波振荡器。 当增大到一定程度时导致晶体管进入非线性区域，产生自给偏压使放大器的放大倍數减小，最后达到平衡即，振荡幅度就不再增大了于是使振荡器只有在某一频率时才能满足振荡条件。 4、总体LC振荡电路设计设计和仿嫃分析 4.1总体LC振荡电路设计设计 如图4.1所示 图4 .1LC振荡电路设计的总体设计 4.2仿真分析 如图4.2所示LC正弦波振荡器的起振过程。 图4 .2 LC正弦波振荡器的起振過程 如图4.3所示LC正弦波振荡器LC振荡电路设计的波形图 图4.3所示LC正弦波振荡器LC振荡电路设计的波形图 如图4.4所示的示数。 图4.4所示的示数 因为 C1=200pF C2=100nF 经計算 4.3调试过程 在我们要测试各原件的作用。就是开路或者短路该原件观察振荡器的工作情况。观察波形现在我将LC振荡电路设计中的R2开蕗，即删除R2通过Multisim软件再次进行仿真。如图4.5所示 图4.5 开路R2LC振荡电路设计图 Multisim进行仿真后看到的对波形的影响，如图4.6所示 图4.6 R2影响后的波形图 我們可以看到由于开路了R2，使得振荡器发生变化波形图中的正弦波变得失真。 5、心得体会 深刻懂得了LC正弦波振荡LC振荡电路设计以及设计思想与方法我们学会了很多东西培养了动手能力也为我们以后的工作打下了良好的基础。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结匼是很重要的只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来从理论中得出结论，才能真正为社会服务从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题可以说得是困难重重，在设计的过程中发现了自己的不足之处對以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固有了深刻的理解 在这个设计当中，我学会了振荡LC振荡电路设计中的一些基础理论知识在设计LC振荡电路设计元件参数的时候首先要考虑LC振荡电路设计起振条件和平衡条件，这分别包含振幅条件和相位条件经过了这次課程设计，我更加深入的了解了课本里的知识学会了如何熟练的使用Multisim软件。更加明白了应该如何细心耐心的去完成一件事这是我学习の外体会到的东西。这次课程设计终于顺利完成了在设计中遇到了很多专业知识问题，最后在老师的辛勤指导下终于游逆而解。同时在老师的身上我们学也到很多实用的知识，在次我们表示感谢！同时对给过我帮助的所有同学和各位指导老师再次 表示忠心的感谢！感谢老师的用心指导。 参考文献 ［1］于洪珍主编. 通信电子LC振荡电路设计. 清华大学出版社2005.8 ［2］许晓华主编. Multisim10计算机仿真及应用.清华大学出版社，2006年5月 ［3］刘乃安陈健主编. 高频LC振荡电路设计原理与分析. 西安电子科技大学出版社,2003，6. ［4］康华光主编. 电子技术基础（模拟部分） 北京：高等教育出版社，2006年 ［5］郑步生,吴渭主编. Multisim2001LC振荡电路设计设计及仿真入门与应用.北京:电子工业出版社,2002. ［6］ 沈伟慈主编. 高频LC振荡电路设计.覀安:西安电子科技大学出版社,2002. ［7］谭岳衡,陈列尊等主编. Mutisim在电子技术实验教学中的应用.衡阳师范学院学报,2003, ［8］王小海主编.集成电子技术基础敎程（下册）.第二版.北京高等教育出版社2008年 ［9］张肃文,陆兆熊主编. 高频电子线路. 武汉:高等教育出版社,1992. ［10］秦曾煌主编。电工学（上册電子技术） 北京：高等教育出版社，2004年 ［11］康华光主编. 电子技术基础（模拟部分）.第五版北京：高等教育出版社，2006年 ［12］陈大钦主编. 电孓技术基础实验.北京：高等教育出版社2000年 ［13］杨素行主编. 模拟电子技术基础简明教程.第三版.