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环形振荡器

环形振荡器
环形振荡器

集成电路设计实践报告

题目:基于Cadence的反相器设计

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1.关于Cadence EDA软件

Cadence EDA软件是当前在各类工作站上广泛使用的一种功能最为完备的电子设计自动化辅助工具,其布局/布线工具与电路仿真工具的性能超群,世界上绝大多数IC生产厂商都可以直接接收由它们生成的IC版图和仿真结果。

对于全定制的设计,首先应输入电路原理图,然后对其要完成的功能进行仿真,以便对设计功能进行验证并对设计参数进行优化。仿真结束后,进行电路的IC版图设计,设计完成后要进行版图的设计规则检查和设计参数的提取,以检查版图设计是否符合工艺要求。完成了版图的设计后,还要将版图电路与原理图电路进行对比,即LVS(Layout Versus Schematic)。确定无误后,用从版图中提取的包括各种寄生参数在内的数据进行所谓的后仿真(Post Simulation),该后仿真能够比较好地反映IC制造完成后电路的实际工作情况。一旦仿真结果满足设计要求,就可以将版图数据提交给生产厂商进行流片生产。

2.反相器设计

2.1实验目的

1、掌握用Composer绘制倒相器的电路图;

2、掌握用Analog Artist进行倒相器的电路仿真。

3、通过Vrtuoso工具进行倒相器的版图设计,尺寸按照要求绘制;

4、对倒相器的版图进行DRC、ERC、LVS验证。

2.2实验步骤

2.2.1反相器原理图的绘制

1 在终端提示符下,键入icfb&,启动Cadence EDA软件。

2 在弹出的Library Manager窗口中执行File->New->Library,将会弹出如下图所示的窗口,在Name栏中输入设计库的名字,然后还需要为设计选择一个已经存在的工艺库。具体做法是点击Attach to existing tech library前面的按钮,然后选择相应的工艺文件,当然在进行电路设计及仿真时也可以不选定工艺文件,最后点击OK。

3、在Library Manager窗口中先选择刚才新建立的库,再在菜单文件选项中选择执行File->New->Cell View选择工具栏中的“添加元件”,弹出添加元件的窗口,点击Add Instance窗口中的Browse,会弹出Component Browser窗口,选定Library为analogLib,并使得Flatten的复选框选中,一些常用的元器件就在Analoglib库中列出来了。

添加完所有的元件后,得到如下图的倒相器电路。在此基础上需进一步设定元件的模型名称以及一些参数的值,特别是mos管,一定要填model name,否则在仿真时会出错。

在设置元件参数前,先选中倒相器电路中相应元件,再点击Composer-Schematic Editing窗口左面的“属性”工具。

对于各元件,它们的属性应设置为:

pmos:

model name: ami06P

width: 2μm

length: 600nm

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

nmos:

model name: ami06N

width: 800nm

length: 600nm

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

vdc:

DC voltage: 5V

Number of noise/freq pairs: 0

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------

vpluse:

Voltage1: 0V

Voltage2: 5V

Rise time: 100ns

Fall time: 100ns

Pulse width: 2μs

Period: 4μs

注意:从一种状态转为另一种状态,按ESC或直接点击工具栏中图标。

4、在绘制完原理图之后,我们开始进行仿真。利用Composer-schematic界面中的Tools→Analog Artist项可以打开Affirma Analog Circuit Design Environment窗口,

5、为了要显示输入、输出的波形,我们要设置输入、输出节点,我们可以点击Outputs->To Be Plotted->Select On Schematic这时窗口会自动切换到Composer-schematic界面中,这时我们点击两个mos管栅极所相连的连线,连线颜色会发生变化,代表我们已经选择了两个mos管栅极所相连的连线,同理我0们继续点击pmos的源极与nmos的漏极所相连的连线,连线颜色会发生变化,代表我们已经选择了相连的连线。

6、点击Affirma Analog Circuit Design Environment窗口中的Setup->Simulator/Directory/Host,进行仿真器的设置。在Simulator选项中选择相应的仿真内核spectreS。

7、点击Affirma Analog Circuit Design Environment窗口中的Setup->Model Path,

进行模型路径的设置界面。在New Directory右面输入/export/stu/x1/nom,输入完之后点击输入栏下的Add Above,确保Directories中出现刚输入的路径,在点击OK后退出。

8、选择仿真类型。点击Analog Artist Simulation窗口中右面的“Choose Analyses”工具,在Analysis中选择tran,在Stop Time中输入15μ。

9、在设置完以上内容后,点击Affirma Analog Circuit Design Environment窗口中右面的“Run Simulation”工具,在仿真有了结果之后,系统会自动调出Waveform窗口,并显示output的波形。

.

10、需要生成仿真网表Netlist时,可在仿真窗口执行Simulation->Netlist->CreatFinal 命令,将会出现显示Spice网表的网表显示窗口,在该窗口执行File->Save命令,将该网表保存在工作目录中。

2.2.2 Virtuoso版图设计

1、在终端提示符下,键入icfb&,启动Cadence软件。

2、在弹出的library manager窗口中建立一个新的库

3、输入完库文件名之后,在Technology Library中选择Attach to existing tech library,在弹出的库连接中选择AMI 0.6μ C5N(3M,2P)工艺库。

4、在library manager窗口中先选择刚才新建立的库,再在菜单文件选项中选择新Cell View 新建Cell View打开的窗口中输入Cell Name,并选择Tool为Virtuoso

点击OK之后,弹出Virtuoso窗口,如果弹出的Virtuoso窗口左面没有LSW菜单,把Virtuoso窗口关闭,从新回到Library Manager窗口中,选择自己所建的库,再在右面的Cell中选中刚才所建的Cell,View选中Layout,在Layout上点击右键选择Attach to existing tech library,在弹出的库连接中选择第二个工艺库,再双击View中的Layout,打开Virtuoso窗口。

5、画pmos的版图

(1)画栅

(2)画整个pmos

(3)衬底连接

(4)布线

画nmos的版图

绘制完成的版图如下

6、在版图设计完成后,首先还需要对版图进行工艺设计规则的检查DRC。DRC具体操作过程为:

(1)在Virtuoso版图编辑窗口中执行Verify→DRC命令,出现DRC设置窗口,填写完成后点击OK。

(2)Cadence软件运行DRC程序,检查结果在CIW窗口中显示出来。

察看结果,如有与设计规则不相符的地方,依据给定的设计规则对版图进行修改,再次运行DRC检查,直到没有错误为止。

抽取参数后的图形如下图

7、LVS电路网表一致性检查

LVS从版图提取的电路与原电路相比较,其方法通常是将两者的网表进行对比。

(1)作为电特性检验基础,利用这些参数将版图还原成电路图,并与原始电路图比较,严格地查找错误,并及时修改。

(2)将提取的器件及连接关系和寄生参量等作为电路仿真的输入数据,再次进行电路仿真,估计寄生参量对电路性能的影响。

在Virtuoso版图编辑窗口中执行Verify→LVS命令,出现如下图所示的LVS设置窗口,填好规则文件的库和文件名,要进行LVS的两个网表。(其实在LVS中比较的是两个网表,一个是schematic中,另一个是extracted,所以两个schematic文件也可以比较,设置完以后单击RUN,片刻后就回弹出一个窗口表示LVS完成或者失败。失败时可以在上面的菜单中单击Info看运行的信息再进行处理。LVS完成后,可以在上面的弹出菜单中单击Output,这时会弹出LVS的结果。

当然,LVS完成并不是说LVS通过了,可能会有很多地方不匹配。这时要查看错误可以在LVS窗口中单击Error Display。即可在Extracted和Schematic中查看错误。LVS错误定位的方法是:在LVS错误显示窗口选择Auto-Zoom选项,在Display组中首先按下First 按钮,在参数提取生成的版图图案中将以高亮度形式显示错误的位置,接着按下Next按钮,会以高亮度的形式顺序定位版图中的错误位置。

为了减小对比工作量,应增大对比的单元结构,根据比较的结果对版图进行修改,直到

比较结果完全一致为止。

8、后仿真

正弦波振荡器设计multisim(DOC)

摘要 自激式振荡器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、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑,本次课程设计采用电容三点式振荡器,运用multisim软件进行仿真。根据静态工作点计算出回路的电容电感取值,得出输出频率与输出幅度有效值以达到任务书的要求。 关键词:电容三点式;振荡器;multisim;

目录 1、绪论 (1) 2、方案的确定 (2) 3、工作原理、硬件电路的设计和参数的计算 (3) 3.1 反馈振荡器的原理和分析 (3) 3.2. 电容三点式振荡单元 (4) 3.3 电路连接及其参数计算 (5) 4、总体电路设计和仿真分析 (6) 4.1组建仿真电路 (6) 4.2仿真的振荡频率和幅度 (7) 4.3误差分析 (8) 5、心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录 (10) 附录Ⅰ元器件清单 (10) 附录Ⅱ电路总图 (11)

1、绪论 振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。一个振荡器必须包括三部分:放大器、正反馈电路和选频网络。放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的,只有这样才能使振荡维持 下去。选频网络则只允许某个特定频率0f能通过,使振荡器产生单一频率的输出。 振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是由以下两个条件决定的;一个是反馈电压 U和输入电压i U要相等,这是振幅平衡条件。二是f U和i U必须相位相同,这是相位f 平衡条件,也就是说必须保证是正反馈。一般情况下,振幅平衡条件往往容易做到,所以在判断一个振荡电路能否振荡,主要是看它的相位平衡条件是否成立。 本次课程设计我设计的是电容反馈三点式振荡器,电容三点式振荡器,也叫考毕兹振荡器,是自激振荡器的一种,这种电路的优点是输出波形好。电容三点式振荡器是由串联电容与电感回路及正反馈放大器组成。因振荡回路两串联电容的三个端点与振荡管三个管脚分别相接而得名。 本课题旨在根据已有的知识及搜集资料设计一个正弦波振荡器,要求根据给定参数设计电路,并利用multisim仿真软件进行仿真验证,达到任务书的指标要求,最后撰写课设报告。报告内容按照课设报告文档模版的要求进行,主要包括有关理论知识介绍,电路设计过程,仿真及结果分析等。 主要技术指标:输出频率9 MHz,输出幅度(有效值)≥5V。

(完整版)振荡电路大全

RC振荡器的几种接法 RC震荡的基本思想是正反馈加RC选频网络.RC选频网络之所以选出正弦波主要是因为电容的充电曲线. 这种振荡器特点是:T≈(1.4~2.3)R*C 电源波动将使频率不稳定,适合小于100KHz 的低频振荡情况。 2.加补偿电阻的RC振荡器 T≈(1.4~2.2)R*C,电源对频率的影响减小,频率稳定度可控制在5% 3.环行RC振荡器

4.采用TTL反相RC振荡器,频率可达50MHz 5.采用两三极管构成的RC振荡器,其中R5=R8,R7=R6,C5=C6

RC文氏电桥震荡器的计算说明 这个电路由RC串并网络构成选频网络,同时兼作正反馈电路以产生振荡,两个电阻和电容的数值各自相等。负反馈电路中有两个二极管,它们的作用是稳定输出信号的幅度。也可以采用其他的非线形元件来自动调节反馈的强度,以稳定振幅,如:热敏电阻、场效应管等。 该电路输出波形较好,缺点是频率调节比较困难。

RC文氏电桥振荡电路 RC文氏电桥振荡器的电路如图1所示,RC串并联网络是正反馈网络,由运算放大器、R3和R4负反馈网络构成放大电路。 图1 RC文氏电桥振荡器 C 1R 1 和C2R2支路是正反馈网络,R3R4支路是负反馈网络。C1R1、C2R2、R3、R4正 好构成一个桥路,称为文氏桥。 RC串并联选频网络的选频特性 RC串并联网络的电路如图2所示。RC串联臂的阻抗用Z 1 表示,RC并联臂的 阻抗用Z 2 表示。 图2 RC串并联网络 RC串并联网络的传递函数为

式(1) ………………. 当输入端的电压和电流同相时,电路产生谐振,也就是式(1)是实数,虚部为0。令式(1)的虚部为0,即可求出谐振频率。 谐振频率 对于文氏RC振荡电路,一般都取R=R1 = R2,C=C1 = C2时,于是谐振角频率: 频率特性 幅频特性 相频特性 文氏RC振荡电路正反馈网络传递函数的幅度频率特性曲线和相位频率特性曲线如图3所示。 (a) 幅频特性曲线 (b) 相频特性曲线 图3 RC串并联网络的频率响应特性曲线

环形振荡器

环形振荡器 设计要求: 设计一环形振荡器,频率在120KHz 左右,尽量降低振荡频率和电源电压的相关性。 设计: 环形振荡器是有奇数个反相器构成的环形回路。电路如下图所示: 本设计中,由于振荡频率要求在120KHz 的低频,根据提供的工艺,寄生电容和电阻都很小,要实现如此之低的振荡频率需要非常多的反相器串联,电路冗长庞大。所以采用需要外加阻容元件降低工作频率。电路如下图所示。 反相器内部电路: 本设计要求尽量降低振荡频率和电源电压的相关性。造成这个相关性的原因主要来自电路的寄生电阻电容: 1. 对管的输出电阻Rn 或Rp 。 2 ()2n n THN VDD R KP W VDD V L =-可见VDD 越大,此电阻越小,振荡频率越高。 2. 寄生电容Cgd ,Cgs 。这两个参数对电源的相关性较小,但是也受一定的影响。 可见, 要有效降低振荡频率和电源电压的相关性,可采用外部的远大于寄生参数的元件来吸收寄生参数以达到目的。经分析,电路受电源影响较大的是对管的输出电阻Rn 或Rp, 它们的阻值大约为几千欧,这里,把外部的电阻取在400K 可以有效地降低相关性。根据振荡频率120KHz ,计算出τ=0.00833ms ,每一级的平均时延为/3τ=0.00278ms ,需要的电容

大小为3C R τ ==6.94pF 。这里设计的反相器输出端本身就有800fF 的电容,再考虑到寄生 电阻,电容,这里将外接电容的值取为5.5pF 。 Spice 网表文件: * Waveform probing commands .probe .options probefilename="ring_my1.dat" + probesdbfile="E:\Program Files\Tanner EDA\S-Edit\tutorial\schematic\ring_my1.sdb" + probetopmodule="ring_my1" .lib "E:\Gspice\HSPICE2002\H06MIXDDCT10V02.LIB" tt .lib "E:\Gspice\HSPICE2002\H06MIXDDCT10V02.LIB" resistor .lib "E:\Gspice\HSPICE2002\H06MIXDDCT10V02.LIB" bjt .SUBCKT inv in out Gnd Vdd c2 out Gnd 800ff m1p out in Vdd Vdd pmos L=5u W=12u mn1 out in Gnd Gnd nmos L=5u W=8u .ENDS * Main circuit: ring_my1 C1 N3 Gnd 5.5pF C2 N2 Gnd 5.5pF C3 a7 Gnd 5.5pF Xinv7 a7 OUT Gnd Vdd inv Xinv_1 N3 N5 Gnd Vdd inv Xinv_2 N2 N1 Gnd Vdd inv .print tran OUT R4 N2 OUT 400K TC=0.0, 0.0 R5 N1 N3 400K TC=0.0, 0.0 R6 N5 a7 400K TC=0.0, 0.0 .tran 50n 14000000n start=800000n VCC Vdd GND PWL (0 5 8000000n 4.5 9000000n 4 10000000n 3.5 11000000n 3 12000000n 2.5 13000000n 2) * End of main circuit: ring_my1 这里用的仿真软件是Tanner 系列的T-Spice 。 仿真:

RC正弦波振荡器电路设计及仿真

《电子设计基础》 课程报告 设计题目: RC正弦波振荡器电路设计及仿真学生班级: 学生学号: 学生姓名: 指导教师: 时间: 成绩: 西南xx大学 信息工程学院

一.设计题目及要求 RC正弦波振荡器电路设计及仿真,要求: (1)设计完成RC正弦波振荡器电路; (2)仿真出波形,并通过理论分析计算得出频率。 二.题目分析与方案选择 在通电瞬间电路中瞬间会产生变化的信号且幅值频率都不一样,它们同时进入放大网络被放大,其中必定有我们需要的信号,于是在选频网络的参与下将这个信号谐振出来,进一步送入放大网络被放大,为了防止输出幅值过大所以在电路中还有稳幅网络(如图一中的两个二极管),之后再次通过选频网络送回输入端,经过多次放大稳定的信号就可以不断循环了,由于电路中电容的存在所以高频阻抗很小,即无法实现放大,且高频在放大器中放大倍数较小。 三.主要元器件介绍 10nf电容两个;15kΩ电阻一个;10kΩ电阻三个;滑动变阻器一个;2.2k Ω电阻一个;二极管两个;运算放大器;示波器 四.电路设计及计算 电路震荡频率计算: f=1/2πRC

起振的复制条件:R f/R i>=2 其中R f=R w+R2+R3/R d 由其电路元件特性 R=10KΩ C=10nF 电路产生自激震荡,微弱的信号1/RC 经过放大,通过反馈的选频网络,使输出越来越大,最后经过电路中非线性器件的限制,使震荡幅度稳定了下来,刚开始时A v=1+R f/R i >3。 平衡时A v=3,F v=1/3(w=w0=1/RC) 五.仿真及结果分析 在multisim中进行仿真,先如图一连接好电路,运行电路,双击示波器,产生波形如下图 图2 刚开始运行电路时,输出波形如图2,几乎与X轴平行,没有波形输出。

(完整)高频课程设计_LC振荡器_西勒

高频电子线路课程设计报告设计题目:LC正弦波振荡器的设计 2014年1月10日

目录 一、设计任务与要求 (1) 二、设计方案 (1) 2.1电感反馈式三端振荡器 (1) 2.2电容反馈式三端振荡器 (2) 2.3克拉波电路振荡器 (3) 2.4西勒电路振荡器 (4) 三、设计内容 (5) 3.1LC振荡器的基本工作原理................................................ . (5) 3.2西勒电路原理图及分析 (6) 3.2.1振荡原理 (7) 3.2.2静态工作点的设置 (7) 3.3西勒振荡器原理图 (8) 3.4 仿真结果与分析 (8) 3.4.1软件简介 (8) 3.4.2进行仿真 (9) 3.4.3仿真结果分析 (11) 四、总结 (11) 五、主要参考文献 (13)

一、设计任务与要求 在本课程设计中,为了熟悉《高频电子线路》课程,着眼于LC正弦波振荡器的分析和研究。通过对电感反馈式三端振荡器(哈特莱振荡器)、电容反馈式三端振荡器(考毕兹振荡器)以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路和西勒电路)的分析、对比和讨论,以达到课程设计的目的和要求。在课程设计中,为了学习Multisim软件的使用,以及锻炼电子仿真的能力,我选用的仿真软件是Multisim11.0版本,该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。 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,输出频率可调范围为10~20MHz。本设计中所涉及的仿真电路是比较简单的。但通过仿真得到的结论在实际的类似电路中有很普遍的意义。 二、设计方案 通过对高频电子线路相关知识的学习,我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路和西勒电路)等。其中互感反馈易于起振,但稳定性差,适用于低频,而电容反馈三点式振荡器稳定性好,输出波形理想,振荡频率可以做得较高。由所学知识可知,西勒电路具有该电路频率稳定性非常高,振幅稳定,频率调节方便,适合做波段振荡器等优点。所以在本设计中拟采用并联改进型的西勒电路振荡器。 下面对几种振荡器进行分析论证: 2.1电感反馈式三端振荡器 电感三点式振荡器又称哈特莱振荡器,其原理电路如图所示:

RC正弦波振荡器设计实验

综合设计 正弦波振荡器的设计与测试 一.实验目的 1. 掌握运用Multisim 设计RC 振荡电路的设计方法 2. 掌握RC 正弦波振荡器的电路结构及其工作原理 3. 熟悉RC 正弦波振荡器的调试方法 4. 观察RC 参数对振荡器的影响,学习振荡器频率的测定方法 二.实验原理 在正弦波振荡电路中,一要反馈信号能够取代输入信号,即电路中必须引入正反馈;二要有外加 的选频网络,用以确定振荡频率。正弦波振荡的平衡条件为:.. 1AF = 起振条件为.. ||1A F > 写成模与相角的形式:.. ||1A F = 2A F n πψ+ψ=(n 为整数) 电路如图1所示: 1. 电路分析 RC 桥式振荡电路由RC 串并联选频网络和同相放大电路组成,图中RC 选频网络形成正反馈电路, 决定振荡频率0f 。1R 、f R 形成负反馈回路,决定起振的幅值条件,1D 、2D 是稳幅元件。 该电路的振荡频率 : 0f =RC π21 ① 起振幅值条件:311 ≥+ =R R A f v ② 式中 d f r R R R //32+= ,d r 为二极管的正向动态电阻 2. 电路参数确定 (1) 根据设计所要求的振荡频率0f ,由式①先确定RC 之积,即 RC= 21f π ③ 为了使选频网络的选频特性尽量不受集成运算放大器的输入电阻i R 和输出电阻o R 的影响,应使

R 满足下列关系式:i R >>R>>o R 一般i R 约为几百千欧以上,而o R 仅为几百欧以下,初步选定R 之后,由式③算出电容C 的值,然后再算出R 取值能否满足振荡频率的要求 (2) 确定1R 、f R :电阻1R 、f R 由起振的幅值条件来确定,由式②可知f R ≥21R , 通常 取f R =(2.1~2.5)1R ,这样既能保证起振,也不致产生严重的波形失真。此外,为了减小输入失调电流和漂移的影响,电路还应满足直流平衡条件,即: R=1R //f R (3) 确定稳幅电路:通常的稳幅方法是利用v A 随输出电压振幅上升而下降的自动调节作用实 现稳幅。图1中稳幅电路由两只正反向并联的二极管1D 、2D 和电阻3R 并联组成,利用二极管正向动态电阻的非线性以实现稳幅,为了减小因二极管特性的非线性而引起的波形失真,在二极管两端并联小电阻3R 。实验证明,取3R ≈d r 时,效果最佳。 三.实验任务 1.预习要求 (1) 复习RC 正弦波振荡电路的工作原理。 (2) 掌握RC 桥式振荡电路参数的确定方法 2. 设计任务 设计一个RC 正弦波振荡电路。其正弦波输出要求: (1) 振荡频率:接近500Hz 或1kHz 左右,振幅稳定,波形对称,无明显非线性失真 (2)* 振荡频率:50Hz~1kHz 可调,其余同(1) 四.实验报告要求 1. 简述电路的工作原理和主要元件的作用 2. 电路参数的确定 3. 整理实验数据,并与理论值比较,分析误差产生的原因 4. 调试中所遇到的问题以及解决方法 五.思考题 1. 在RC 桥式振荡电路中,若电路不能起振,应调整哪个参数?若输出波形失真应如何调整? 2. 简述图-1中21D D 和的稳幅过程。 六.仪器与器件 仪器: 同实验2 单管 器件: 集成运算放大器μA741 二极管 1N4001 电阻 瓷片电容 若干

环形振荡器的工作原理

环形振荡器的工作原理-标准化文件发布号:(9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

环形振荡器的工作原理 环形振荡器是利用门电路的固有传输延迟时间将奇数个反相器首尾相接而成,该电路没有稳态。因为在静态(假定没有振荡时)下任何一个反相器的输入和输出都不可能稳定在高电平或低电平,只能处于高、低电平之间,处于放大状态。 假定由于某种原因v11产生了微小的正跳变,经G1的传输延迟时间tpd后,v12产生了一个幅度更大的负跳变,在经过G2的传输延迟时间tpd后,使v13产生更大的正跳变,经G3的传输延迟时间tpd后,在vo产生一个更大的负跳变并反馈到G1输入端。可见,在经过3tpd后,v11又自动跳变为低电平,再经过3tpd之后,v11又将跳变为高电平。如此周而复始,便产生自激振荡。如图2所示,可见振荡周期为 T=6tpd 环形振荡器的改进原因 环形振荡器的突出优点是电路极为简单,但由于门电路的传输延迟时间极短,TTL门电路只有几十纳秒,CMOS电路也不过一二百纳秒,难以获得较低的振荡频率,而且频率不易调节,为克服这个缺点,有几种改进电路,下面给出对照图。如图3和图4所示。 环形振荡器的改进原理 接入RC 电路以后,不仅增大了门G2的传输延迟时间tpd2有助于获得较低的振荡频率。而且通过改变R 和C 的数值可以很方便地实现对频率的调节。 环形振荡器的实用电路 如图4,为了进一步加大RC和G2的传输延迟时间,在实用电路中将电容C 的接地端改接G1的输出端。如图10.3.5所示。例如当v12处发生负跳变时,经过电容C使v13首先跳变到一个负电平,然后再从这

高频课程设计_LC振荡器_克拉泼.(DOC)

高频电子线路课程设计报告设计题目:高频正弦信号发生器 2015年 1月 6 日

目录 一、设计任务与要求 (1) 二、设计方案 (1) 2.1电感反馈式三端振荡器 (2) 2.2电容反馈式三端振荡器 (2) 2.3克拉波电路振荡器 (6) 三、设计内容 (8) 3.1LC振荡器的基本工作原理 (8) 3.2克拉泼电路原理图 (9) 3.2.1振荡原理 (9) 3.3克拉泼振荡器仿真 (10) 3.4.1软件简介 (10) 3.4.2进行仿真 (10) 3.4.3电容参数改变对波形的影响 (11) 四、总结 (17) 五、主要参考文献 (18) 六、附录.................................................................................... .. (18)

一、设计任务与要求 为了熟悉《高频电子线路》课程中所学到的知识,在本课程设计中,我和队友(石鹏涛、甘文鹏)对LC正弦波振荡器进行了分析和研究。通过对几种常见的振荡器(电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器、改进型电容反馈式振荡器)进行分析论证,我们最终选择了克拉泼振荡器。 在本次课程设计中,设计要求产生10~20Mhz的振荡频率。振荡器的种类很多,适用的范围也不相同,但它们的基本原理都是相同的,都由放大器和选频网络组成,都要满足起振,平衡和稳定条件。然后通过所学的高频知识进行初步设计,由于受实践条件的限制,在设计好后,我利用了模拟软件进行了仿真与分析。为了学习Multisim软件的使用,以及锻炼电子仿真的能力,我们选用的仿真软件是Multisim11.0版本,该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。它包含了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力。NI Multisim软件结合了直观的捕捉和功能强大的仿真,能够快速、轻松、高效地对电路进行设计和验证。 最后我们利用了仿真软件对电路进行了一写的仿真分析,如改变电容的参数,分析对电路产生的影响等,再考虑输出频率和振幅的稳定性,得到了与理论值比较相近的结果,这表明电路的原理设计是比较成功的,本次课程设计也是比较成功的。 二:设计方案 通过学习高频电子线路的相关知识,我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路)等。通过老师所讲和查阅相关资料可知,克拉泼振荡电路具有该电路频率稳定性非常高,振幅稳定,适合做波段振荡器等优点。所以在本设计中拟采用改进型电容反馈式--克拉泼电路振荡器。 下面对几种振荡器进行分析论证: 2.1电感反馈式三端振荡器

环形振荡器版图设计

实验三:环形振荡器版图设计 一、实验目的 1、使用现有的布局实例创建新的布局; 2、仿真提取版图; 二、实验要求 1、打印出DRC报告; 2、输出CMOS环形振荡器的后置仿真结果,包括瞬态响应、振荡频率和平均功率。 三、实验工具 Virtuoso 四、实验内容 1、创建CMOS环形振荡器电路原理图; 2、创建CMOS环形振荡器的版图; 3、后仿真(Post-layout simulation,PLS)。

1、创建CMOS环形振荡器的电路原理图 在library manager界面选中lab1(自己创建的库),并点击菜单栏上的file->new->cell view,创建CMOS环形振荡器的电路原理图。 图1 CMOS环形振荡器电路原理图的创建 因为CMOS环形振荡器是由几个CMOS反相器组成的,在前面两个实验中已经创建好了CMOS反相器的电路原理图,所以可以直接调用CMOS反相器,在schematic editing窗口利用快捷键’i’打开添加实例窗口,选择之前所创建的CMOS反相器,如图2所示,连续放置5个。 图2 添加CMOS反相器 将5个CMOS反相器一次首尾相连,接着创建一个输出引脚,放置在最后一个CMOS反相器后,并通过wire将它们连接起来,具体如图3所示:

图3 CMOS环形振荡器电路原理图 2、创建CMOS环形振荡器的版图 与创建CMOS反相器的版图类似,也是在library manager窗口先选中lab1,在选择file->new->cell view,在弹出的窗口中输入环形振荡器的信息如图4所示: 图4 CMOS环形振荡器版图的创建 在layout editing中添加5个CMOS反相器,并将它们摆放在一起,中间的金属正好相接,如图5所示: 图5 CMOS环形振荡器版图

实训报告正弦波振荡器设计multisim

实训报告正弦波振荡器设计multisim

高频电路(实训)报告 项目:正弦波振荡器仿真设计班级:级应电2班 姓名:周杰 学号: 14052 2 摘要

自激式振荡器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、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑,本次课程设计采用电容三点式振荡器,运用multisim软件进行仿真。根据静态工作点计算出回路的电容电感取值,得出输出频率与输出幅度有效值以达到任务书的要求。 关键词:电容三点式;振荡器;multisim;

目录 1、绪论.................................................................................... 错误!未定义书签。 2、方案的确定 ........................................................................ 错误!未定义书签。 3、工作原理、硬件电路的设计和参数的计算 ..................... 错误!未定义书签。 3.1 反馈振荡器的原理和分析.............................................. 错误!未定义书签。 3.2. 电容三点式振荡单元 .................................................... 错误!未定义书签。 3.3 电路连接及其参数计算 ................................................. 错误!未定义书签。 4、总体电路设计和仿真分析................................................. 错误!未定义书签。 4.1组建仿真电路................................................................. 错误!未定义书签。 4.2仿真的振荡频率和幅度 ................................................. 错误!未定义书签。 5、参数调整对比/结论........................................................... 错误!未定义书签。附录.......................................................................................... 错误!未定义书签。附录Ⅰ元器件清单 .................................................................. 错误!未定义书签。附录Ⅱ电路总图 ...................................................................... 错误!未定义书签。

石英晶体振荡器原理

石英晶体振荡器的基本工作原理及作用 (1)石英晶体振荡器(简称晶振)的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化矽的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑胶封装的。(2)压电效应 若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐 振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 (3)符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图所示。当晶体不振动时,可把它看 成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个pF到几十pF。当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L來等效。一般L的值为几十mH到几 百mH。晶片的弹性可用电容C來等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1pF。晶片振动时因 摩擦而造成的损耗用R來等效,它的數值约为100Ω。由于晶片的等效电感很大,而C很小, R也小,因此回路的品质因數Q很大,可达1000~10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只 与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得精确,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定性。

电容三点式震荡电路

摘要 弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑,本设计采用的是电容三点式振荡器的两种改进型振荡器之一的西勒振荡器。其具有输出波形好、工作频率高、改变电容调节频率时不影响反馈系数等优点,适用于宽波段、频率可调的场合。西勒振荡器由起能量控制作用的放大器、将输出信号送回到输入端的正反馈网络以及决定振荡频率的选频网络组成。但没有输入激励信号,而是由本身的正反馈信号来代替。当振荡器接通电源后,即开始有瞬变电流产生,经不断地对它进行放大、选频、反馈、再放大等多次循环,最终形成自激振荡,把输出信号的一部分再回送到输入端做输入信号,从而就会产生一定频率的正弦波信号输出。西勒振荡器广泛应用于各种电子设备中,特别是在通信系统中起着重要作用。它是无线电发送设备的心脏部分,也是超外差式接收机的主要部分;各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等,其核心部分都离不开正弦波振荡器;并在自动控制装置和医疗设备等许多技术领域也得到了广泛的应用 关键词:电容三点式、西勒电路、mulsitis

1 设计原理 1.1电路选取 不需外加输入信号,便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的波形,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性的器件构成的振荡器,在这种电路中,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。反馈式振荡电路,有变压器反馈式振荡电路,电感三点式振荡电路,电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路,有与电容三点式振荡电路有一些缺陷,通过改进,得到了西勒振荡器。 1.2 电容三点式振荡器 电容三点式振荡器的基本电路如图1-3所示 图1-1电容三点式振荡器 由图可见:与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C 1和C 2 ;与基极和集电极 连接的为异性质的电抗元件L,根据前面所述的判别准则,该电路满足相位条件。 其工作过程是:振荡器接通电源后,由于电路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,因振荡器电路中有一个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,电路产生谐振。虽然脉动的信号很微小,通过电路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AF=1,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。该振荡器的振荡频率o f为:

正弦波振荡器的基本原理

正弦波振荡器的基本原理

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正弦波振荡器的基本原理 1. 自激振荡的概念 电路中无外加输入信号,而在输出端有一定频率和幅度的信号输出,这种现象称为电路的自激振荡。 当 S 合于 1 时ui¢ = ui输出电压为 uo ; 当 S 合于 2 时,ui¢ = uf 如果 uf = ui ,输出电压 uo 不变。即产生自激振荡。 2. 自激振荡的平衡条件

当 uf = ui 时,电路能维持振荡。 uo = Aui uf = Fuo A ——基本放大电路的电压放大倍数; F ——反馈电路的反馈系数。 得自激振荡器平衡条件:AF = 1 。 自激振荡器平衡条件:AF = 1

(1) 振幅平衡条件: 即:反馈电压与输入电压的大小相等;Uf = Ui (2) 相位平衡条件: fA ——输入信号经放大电路的相移量; fF ——输出信号经反馈网络产生的相移量。 即:反馈电压与输入电压同相, 为正反馈; 结论:自激振荡电路是一个具有足够强正反馈的放大电路。 3. 自激振荡的建立 振荡电路利用外界微弱的干扰信号(如刚接通电源时各极电压、电流的扰动)作为初始信号,该信号包含各种频率成分,经放大器放大后,

由选频网络选出某一频率的信号,经正反馈电路送回到输入端、再放大、再选频、再反馈······,使输出信号从无到有,从小到大,从而建立起振荡。 由于晶体管的非线性及直流电源供给的能量有限,输出信号不会无限制地增大。 可见,产生自激振荡的条件是:AF ≥ 1 。 4. 正弦波振荡器的基本组成 放大电路:为满足振幅平衡条件必不可少的电路。 正反馈电路:为满足相位平衡条件必不可少的电路。 选频电路:为输出单一频率正弦波信号所必须的电路。 5.正弦波振荡器的类型: RC 正弦波振荡器:选频电路由 R、C 元件组成。 LC 正弦波振荡器:选频电路由 L、C 元件组成。

高频课程设计_LC振荡器_西勒

高频电子线路课程设计报告设计题目: LC正弦波振荡器的设计 2014

目录 一、设计任务与要求 (1) 二、设计方案 (1) 2.1电感反馈式三端振荡器 (1) 2.2电容反馈式三端振荡器 (2) 2.3克拉波电路振荡器 (3) 2.4西勒电路振荡器 (4) 三、设计容 (5) 3.1LC振荡器的基本工作原理................................................ . (5) 3.2西勒电路原理图及分析 (6) 3.2.1振荡原理 (7) 3.2.2静态工作点的设置 (7) 3.3西勒振荡器原理图 (8) 3.4 仿真结果与分析 (8) 3.4.1软件简介 (8) 3.4.2进行仿真 (9) 3.4.3仿真结果分析 (11) 四、总结 (11) 五、主要参考文献 (13)

一、设计任务与要求 在本课程设计中,为了熟悉《高频电子线路》课程,着眼于LC正弦波振荡器的分析和研究。通过对电感反馈式三端振荡器(哈特莱振荡器)、电容反馈式三端振荡器(考毕兹振荡器)以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路和西勒电路)的分析、对比和讨论,以达到课程设计的目的和要求。在课程设计中,为了学习Multisim软件的使用,以及锻炼电子仿真的能力,我选用的仿真软件是Multisim11.0版本,该软件提供了功能强大的电子仿真设计界面和方便的电路图和文件管理功能。 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,输出频率可调围为10~20MHz。本设计中所涉及的仿真电路是比较简单的。但通过仿真得到的结论在实际的类似电路中有很普遍的意义。 二、设计方案 通过对高频电子线路相关知识的学习,我们知道LC正弦波振荡器主要有电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器以及改进型电容反馈式振荡器(克拉波电路和西勒电路)等。其中互感反馈易于起振,但稳定性差,适用于低频,而电容反馈三点式振荡器稳定性好,输出波形理想,振荡频率可以做得较高。由所学知识可知,西勒电路具有该电路频率稳定性非常高,振幅稳定,频率调节方便,适合做波段振荡器等优点。所以在本设计中拟采用并联改进型的西勒电路振荡器。 下面对几种振荡器进行分析论证: 2.1电感反馈式三端振荡器 电感三点式振荡器又称哈特莱振荡器,其原理电路如图所示:

环形振荡器

集成电路设计实践报告 题目:基于Cadence的反相器设计 班级: 学号: 姓名: 1.关于Cadence EDA软件

Cadence EDA软件是当前在各类工作站上广泛使用的一种功能最为完备的电子设计自动化辅助工具,其布局/布线工具与电路仿真工具的性能超群,世界上绝大多数IC生产厂商都可以直接接收由它们生成的IC版图和仿真结果。 对于全定制的设计,首先应输入电路原理图,然后对其要完成的功能进行仿真,以便对设计功能进行验证并对设计参数进行优化。仿真结束后,进行电路的IC版图设计,设计完成后要进行版图的设计规则检查和设计参数的提取,以检查版图设计是否符合工艺要求。完成了版图的设计后,还要将版图电路与原理图电路进行对比,即LVS(Layout Versus Schematic)。确定无误后,用从版图中提取的包括各种寄生参数在内的数据进行所谓的后仿真(Post Simulation),该后仿真能够比较好地反映IC制造完成后电路的实际工作情况。一旦仿真结果满足设计要求,就可以将版图数据提交给生产厂商进行流片生产。 2.反相器设计 2.1实验目的 1、掌握用Composer绘制倒相器的电路图; 2、掌握用Analog Artist进行倒相器的电路仿真。 3、通过Vrtuoso工具进行倒相器的版图设计,尺寸按照要求绘制; 4、对倒相器的版图进行DRC、ERC、LVS验证。 2.2实验步骤 2.2.1反相器原理图的绘制 1 在终端提示符下,键入icfb&,启动Cadence EDA软件。 2 在弹出的Library Manager窗口中执行File->New->Library,将会弹出如下图所示的窗口,在Name栏中输入设计库的名字,然后还需要为设计选择一个已经存在的工艺库。具体做法是点击Attach to existing tech library前面的按钮,然后选择相应的工艺文件,当然在进行电路设计及仿真时也可以不选定工艺文件,最后点击OK。 3、在Library Manager窗口中先选择刚才新建立的库,再在菜单文件选项中选择执行File->New->Cell View选择工具栏中的“添加元件”,弹出添加元件的窗口,点击Add Instance窗口中的Browse,会弹出Component Browser窗口,选定Library为analogLib,并使得Flatten的复选框选中,一些常用的元器件就在Analoglib库中列出来了。

高频正弦波振荡器地设计

农林大学学院 课程设计报告 课程名称:数字信号处理课程设计 课程设计题目:高频正弦波振荡器设计与仿真姓名: 系:计算机系 专业:电子信息工程 年级: 学号: 指导教师: 职称: 2015年12月30日

高频正弦波振荡器的设计 目录 目录 (1) 摘要: (2) 一、设计要求 (3) 二、总体方案设计 (3) 三、工作原理说明 (3) 1、振荡器概念 (3) 2、静态工作点的确定 (4) 3、振荡器的起振检查 (4) 4、高频功率放大器 (5) 5、电路设计原理框图如图1所示。 (5) 四、电路设计 (6) 1、正弦波振荡器的设计 (6) 2、高频功率放大器的设计 (9) 五、性能的测试 (11) 1振荡器振荡频率为2MHz (11) 2振荡器振荡频率为4MHz (11) 3高频功率放大器电路 (12) 4输出功率 (13) 六、结论、性价比 (13) 七、课设体会及合理化建议 (14) 八、参考文献 (14)

摘要: 本次课程设计通过对课本知识的运用,简单介绍了高频正弦波振荡器的设计方法,主要应用LC振荡电路产生正弦波,再经高频功率放大器进行功率放大,并用仿真软件进行仿真,以及对其性能进行测试,经过反复的调试最终得到满足课题要求的电路。 关键词:正弦波;振荡器;高频功率放大器。

一、设计要求 设计要求: 1. 选择合适的高频正弦波振荡器形式; 2. 从理论上分析振荡器的各个参数及起振条件; 3. 设计高频振荡器,选取电路各元件参数,使其满足起振条件及振幅条件。 主要技术指标:电源电压12V,工作频率2M-4MHz,输出电压1V,频率稳定度较高。 二、总体方案设计 该课程设计主要涉及了振荡器的相关容还有高频功率放大器的容,正弦波振荡器非常具有实用价值,通过该课题的研究,可以加深对振荡器以及丙类高频功率放大器的了解。 三、工作原理说明 1、振荡器概念 振荡器主要分为RC,LC振荡器和晶体振荡器。其中电容器和电感器组成的LC回路,通过电场能和磁场能的相互转换产程自由振荡。要维持振荡还要有具有正反馈的放大电路,LC振荡器又分为变压器耦合式和三点式振荡器,现在很多应用石英晶体的石英晶体振荡器,还有用集成运放组成的LC振荡器。 振荡器的作用主要是将直流电变交流电.它有很多用途.在无线电广播和通信设备中产生电磁波.在微机中产生时钟信号.在稳压电路中产生高频交流电.。 题目要求产生高频正弦波,所以选用电容三点式电路,进一步考虑从而选用并联改进型电容三点式振荡器(西勒电路),因为它具有输出波形不易失

压控振荡器原理和应用说明

压控振荡器(VCO 一应用范围 用于各种发射机载波源、扩频通讯载波源或作为混频器本振源。 二基本工作原理 利用变容管结电容Cj 随反向偏置电压VT 变化而变化的特点(VT=OV 时Cj 是最大值,一 般变容管VT 落在2V-8V 压间,Cj 呈线性变化,VT 在8-10V 则一般为非线性变化,如图1 所示,VT 在10-20V 时,非线性十分明显),结合低噪声振荡电路设计制作成为振荡器,当 改变变容管的控制电压,振荡器振荡频率随之改变,这样的振荡器称作压控振荡器(VCO 。 压控振荡器的调谐电压 VT 要针对所要求的产品类别及典型应用环境(例如用户提供调谐要 求,在锁相环使用中泵源提供的输出控制电压范围等 )来选择或设计,不同的压控振荡器, 对调谐电压VT 有不同的要求,一般而言,对调谐线性有较高要求者, VT 选在1-10V ,对宽 频带调谐时,VT 则多选择1-20V 或1-24V 。图1为变容二极管的V — C 特性曲线。 图1变容二极管的V — C 特性曲线 三压控振荡器的基本参数 1工作频率:规定调谐电压范围内的频率范围称作工作频率,通常单位为“ MHZ 或 “GHz 。 2输出功率:在工作频段内输出功率标称值,用 Po 表示。通常单位为“ dBmW 。 3输出功率平稳度:指在输出振荡频率范围内,功率波动最大值,用△ P 表示,通常 单位为“ dBmW 。 4调谐灵敏度:定义为调谐电压每变化1V 时,引起振荡频率的变化量,用 MHz/ △ VT 表示,在线性区,灵敏度最咼,在非线性区灵敏度降低。 5谐波抑制:定义在测试频点,二次谐波抑制 =10Log (P 基波/P 谐波)(dBmw )。 6推频系数:定义为供电电压每变化1V 时,引起的测试频点振荡频率的变化量,用 MHz/V 表 示。 7相位噪声:可以表述为,由于寄生寄相引起的杂散噪声频谱,在偏移主振 f0为fm 的带内,各杂散能量的总和按fin 平均值+15f0点频谱能量之比,单位为dBC/Hz 相位噪 声特点是频谱能量集中在f0附近,因此fm 越小,相噪测量值就越大,目前测量相噪选定 WV) 0 8 10

高频电子线路课程设计-电容三点式LC振荡器的设计与制作

高频课设实验报告 实验项目电容三点式LC振荡器的设计与制作系别 专业 班级/学号 学生姓名 实验日期 成绩 指导教师

电容三点式 LC 振荡器的设计与制作 一、实验目的 1.了解电子元器件和高频电子线路实验系统。 2.掌握电容三点式LC 振荡电路的实验原理。 3.掌握静态工作点、耦合电容、反馈系数、等效Q 值对振荡器振荡幅度和频率的影响4.了解负载变化对振荡器振荡幅度的影响。 二、实验电路实验原理 1.概述 2.L C振荡器的起振条件 一个振荡器能否起振,主要取决于振荡电路自激振荡的两个基本条件,即:振幅起振平衡条件和相位平衡条件。 3.LC振荡器的频率稳定度 频率稳定度表示:在一定时间或一定温度、电压等变化范围内振荡频率的相对变化程度,常用表达式:△f0/f0来表示(f0为所选择的测试频率:△f0为振荡频率的频率误差,Δf0=f02 -f01:f02和f01为不同时刻的f0),频率相对变化量越小,表明振荡频率的稳定度越高。由于振荡回路的元件是决定频率的主要因素,所以要提高频率稳定度,就要设法提高振荡回路的标准性,除了采用高稳定和高 Q 值的回路电容和电感外,其振荡管可以采用部分接入,以减小晶体管极间电容和分布电容对振荡回路的影响,还可采用负温度系数元件实现温度补偿。 4.LC振荡器的调整和参数选择 以实验采用改进型电容三点振荡电路(西勒电路)为例,交流等效电路如图1-1 所示。 (1)静态工作点的调整 合理选择振荡管的静态工作点,对振荡器工作的稳定性及波形的好坏有一定的影响。偏置电路一般采用分压式电路。当振荡器稳定工作时,振荡管工作在非线性

状态,通常是依靠晶体管本身的非线性实现稳幅。若选择晶体管进入饱和区来实现稳幅,则将使振荡回路的等效 Q 值降低,输出波形变差,频率稳定度降低。因此,一般在小功率振荡器中总是使静态工作点远离饱和区靠近截止区。 (2)振荡频率 f 的计算 式中 CT为 C1、C2和 C3的串联值,因 C1(300p)>>C3(75p),C2(1000P)>> C3(75p),故 CT≈C3,所以,振荡频率主要由 L、C 和 C3 决定。 (3)反馈系数F的选择 反馈系数 F不宜过大或过小,一般经验数据 F≈0.1~0.5,本实验取F=0.3 5.克拉波和西勒振荡电路 图 1-2 为串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼振荡电路。图1-3 为并联改进型电容三点式振荡电路——西勒振荡电路。 6.电容三点式 LC 振荡器电路 电容三点式LC振荡器电路如图1-4所示。图中1K01打到“S”位置(右侧)时,为改进型克拉泼振荡电路,打到“P”位置(左侧)时,为改进型西勒振荡电路。开关IS03控制回路电容的变化。调整1W01可改变振荡器三极管的电源电压。1Q02为射极跟随器。1TP02为振荡器直流电压测量点。1W02用来改变输出幅度。 二、实验目的

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