电容三端式振荡器仿真分析

武汉理工大学《高频电子线路实训》

课程设计任务书

学生姓名： --------- 专业班级：电子科学与技术1101班 指导教师： 吴绿 工作单位： 信息工程学院 题 目: 电容三端式振荡器（克拉波） 初始条件：

电容三端式振荡器原理，Multisim软件

要求完成的主要任务: （1）设计任务

根据电容三端式振荡器工作的原理，设计电路图，并在multisim软件仿真出波形结果。

（2）设计要求

①正常工作状态时的波形图；

②起振条件的仿真，要求改变偏置电阻、相位电容和电源电压值，再观察起振波形和振荡电压的变化情况；

时间安排：

1、 2014 年 11月 17 日集中，作课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求说明。 2、 2014 年 11月 17 日，查阅相关资料，学习基本原理。

3、 2014 年 11月 18 日 至 2014 年 11月20日，方案选择和电路设计。

4、 2014 年 11月 20 日 至 2014 年 11月21日，电路仿真和设计说明书撰写。 5、 2014 年 11月 23 日上交

课程设计报告

课题名称 _____电容三点式正弦波振荡器__

学 院 电子信息学院

专 业 通信工程

班 级

学 号

姓 名 好人

指导教师 陈布雨

绪论 振荡器是用来产生重复电子信号（通常是正弦波或方波）的电子元件，其构成的电路叫振荡电路。能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。种类很多，按振荡激励方式可分为自激振荡器、他激振荡器；按电路结构可分为阻容振荡器、电感电感振荡器、晶体振荡器、音叉振荡器等；按输出波形可分为正弦波、方波、锯齿波等振荡器。广泛用于电子工业、医疗、科研等方面。

振荡器的种类很多，使用范围也不相同，但是它们的基本原理都是相同的，都要满足起振、平衡和稳定条件。振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理，振荡器可分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器，就是利用正反馈有负阻特特性的器件构成的振荡器。在这种电路，负阻所起的作用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡器电路，有变压器反馈式振荡电路，电感三点式振荡电

北京理工大学5系通信电路与系统实验报告。尚有不足,仅供参考

实验一 电容反馈三点式振荡器的实验研究

一. 实验目的

1) 通过实验深入了解电容反馈三点式振荡器的工作原理，熟悉改进型电容反馈三点式振

荡器的构成及电路中各元件的作用。

2) 研究不同的静态工作点对振荡器的起振、振荡幅值和振荡波形的影响。 3) 学习使用示波器和数字式频率计测量高频振荡频率的方法。 4) 观察电源电压和负载变化对振荡幅值、频率及频率稳定性的影响。

二. 实验仪器及设备

1) 双踪示波器

SS-7804型 HC-F1000型 WXJ-30F型 DT9202A型

1台 1台 1台 1台

2) 数字式频率计 3) 直流稳压电源 4) 数字万用表 5) 实验电路板

三. 实验内容

电路原理图如下：

图1.改进型电容反馈振荡器实验电路

北京理工大学5系通信电路与系统实验报告。尚有不足,仅供参考

1. 晶体管静态工作点不同时对振荡器输出幅值和波形的影响。

1) 接通+12V电源，调节电位器W1（依据书上的原理图为准）使振荡器振荡，此时用示

波器在4点刚好观察到不失真的正弦电压波形。

2) 调节W1使振荡管静态工作点电流 在0.5mA~4mA之间变化，用示波器测量并记录

4点的幅值与波形变化情况，绘制出

设计高频振荡电路的一种思路。

实验一 电容三点式及石英晶体振荡器

一、实验目的

1、掌握电容三点式振荡器的基本原理、振荡频率的计算及调整方法。 2、掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。 3、掌握石英晶体振荡器的基本特性。 二、实验仪器

双踪示波器，数字万用表，高频电路实验装置

三、实验原理

1、电容三点式振荡器 实验电路见图1-1，是一个克拉泼式电路。改变电阻RP可改变三极管的集电极电流，由欧姆定律，IEQ UERE，该电路中RE 1 k 。该电路的正反馈系数由C和C 决定，电阻R用于改变选频电路的品质因数Q。改变电容CT可改变振荡器的振荡频率，当C

CT

，C

CT

时，

f0 12πL1CT

。 +12V

OUT

C

2、石英晶体振荡器

串联型石英晶体振荡器的原理电路见图1-2。石英晶体的品质因数很高，因此该电路仅在石英晶体的串联谐振频率附近满足起振的振幅条件，频率稳定性极高，但振荡频率不易改变。

+12

V C

OUT

四、实验内容及步骤

设计高频振荡电路的一种思路。

（一）LC振荡电路——克拉泼电路

1、CT对振荡频率和输出电压的影响

按图1-l连接电路，改变RP使IEQ 2 mA，取C 120pF，C 680pF， 110k ，用频率计测量振荡频率，用示波器测

设计高频振荡电路的一种思路。

实验一 电容三点式及石英晶体振荡器

一、实验目的

1、掌握电容三点式振荡器的基本原理、振荡频率的计算及调整方法。 2、掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。 3、掌握石英晶体振荡器的基本特性。 二、实验仪器

双踪示波器，数字万用表，高频电路实验装置

三、实验原理

1、电容三点式振荡器 实验电路见图1-1，是一个克拉泼式电路。改变电阻RP可改变三极管的集电极电流，由欧姆定律，IEQ UERE，该电路中RE 1 k 。该电路的正反馈系数由C和C 决定，电阻R用于改变选频电路的品质因数Q。改变电容CT可改变振荡器的振荡频率，当C

CT

，C

CT

时，

f0 12πL1CT

。 +12V

OUT

C

2、石英晶体振荡器

串联型石英晶体振荡器的原理电路见图1-2。石英晶体的品质因数很高，因此该电路仅在石英晶体的串联谐振频率附近满足起振的振幅条件，频率稳定性极高，但振荡频率不易改变。

+12

V C

OUT

四、实验内容及步骤

设计高频振荡电路的一种思路。

（一）LC振荡电路——克拉泼电路

1、CT对振荡频率和输出电压的影响

按图1-l连接电路，改变RP使IEQ 2 mA，取C 120pF，C 680pF， 110k ，用频率计测量振荡频率，用示波器测

目 录

引言 ................................................................... 1 1 设计要求 ............................................................ 1 2 设计构思及理论 ..................................................... 1

2.1 设计思路 ............................................................ 1 2.2 设计构思的理论依据 ................................................... 3

3 系统电路的设计及原理说明 .......................................... 4

3.1 系统框图及说明 ...................................................... 4 3.2 电路设计说明 ..............................

燕山大学

石英晶体振荡器设计报告

题 目：

专 业： 电子信息工程 姓 名： 李飞虎 指导教师： 李英伟 院系站点： 信息科学与工程学院

2014年 11 月 17 日

高频石英晶体振荡器仿真报告

1.振荡器电路属于一种信号发生器类型，即表现为没有外加信号的情况下能自动生成具有一定频率、一定波形、一定振幅的周期性交变振荡信号的电子线路。振荡器起振时是将电路自身噪声或电源跳变中频谱很广的信号进行放大选频。此时振荡器的输出幅值是不断增长的，随着振幅的增大，放大器逐渐由放大区进入饱和区或者截止区，其增益逐渐下降，当放大器增益下降而导致环路增益下降到1时，振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡，进入等幅振荡状态。振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。

2，串联晶体振荡器

在串联型晶体振荡器中，晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间，通常接在反馈电路中。图1-1和图1-2显示出了一串联型振荡器的实际路线和等效电路。可以看出，如果将石英晶体短路，该电路即为电容反

11.78GDRO设计

第1章

1.1 1.2

第2章

2.1 2.2

第3章

3.1 3.2

第4章 预备知识 ................................................. 2

振荡器分为两种：反射式和反馈式 ................................................................................. 2 DRO分为两种：反射式和反馈式 .................................................................................... 2

HFSS11产生S2P文件并在ADS中进行仿真 .................... 4

HFSS11导出S2P文件 ...................................................................................................... 4 在ADS2008中对产生的S2P文件仿真 ..............................

电容反馈LC振荡器实验报告

学号 200805120109 姓名 刘皓 实验台号

实验结果及数据

（一）静态工作点（晶体管偏置）不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响 1、K1、K2 均置于1—2，K3、K4断开，用示波器和频率计在B点监测。调整DW1，使振荡器振荡；微调C6，使振荡频率在4MHz左右。

2、调整DW1，使BG1工作电流IEQ逐点变化，IEQ可用万用表在A点通过测量发射极电阻R4两端的电压得到（R4=1kΩ）。振荡器工作情况变化及测量结果如表1所示：

表1 静态工作点变化对振荡器的影响

VEQ(V) IEQ(mA) 0.5 0.5 0 0 完全失真 1.0 1.0 0 0 完全失真 1.5 1.5 0 0 完全失真 2.0 2.0 3.93 2.5 2.5 2.5 4.00 2.5 3.0 3.0 3.98 2.5 3.5 3.5 4.00 2.5 4.0 4.0 0 0 fosc（MHz） VoPP(V) 波形失 真情况

正弦波 锯齿波 锯齿波 锯齿波 完全失真 最佳静态工作点VEQ= 2.0V IEQ?2.0mA （二）反馈系数不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响

第6章 正弦波振荡器

6.1 概 述

本章讨论的是自激式振荡器，它是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电路。

振荡器的分类：

按波形分：正弦波振荡器和非正弦波振荡器 按工作方式：负阻型振荡器和反馈型振荡器 按选频网络所采用的元件分：

LC振荡器、RC振荡器和晶体振荡器等类型 本章主要讨论

? 反馈型正弦波振荡器的基本工作原理 ? 振荡器的起振条件 ? 振荡器的平衡条件 ? 振荡器的平衡稳定条件

? 正弦波振荡器三端电路的判断准则

? 正弦波振荡器的电路特点、频率稳定度等性能指标

+VCC 6.2 反馈型振荡器基本工作原理

+ C vo L M + 实际中的反馈振荡器是由反馈放大器演变而来，vf – – 如右图。 2 K 若开关K拨向―1‖时，该电路则为调谐放大器，当

+ 1 输入信号为正弦波时，放大器输出负载互感耦合变压

+ R器L2上的电压为vf ，调整互感M及同名端以及回路vi b2 Re Ce – 参数，可以使 vi = vf 。

此时，若将开关K快速拨向―2‖点，则集电极电路和基极电路都维持开关K接到―1‖点时的状态，即始终

维持着与vi相同频率的正弦信号。这时，调谐放大器就变为