压控LC振荡器.docx

目录1 引言21.1 振荡器简介21.2 系统设计的目的31.3 系统设计的意义32 系统设计要求和设计方案42.1设计任务及基本要求42.1.1 任务42.1.2 基本要求42.2 总体设计思路42.3 基本模块的论证与选择52.3.1 电压控制LC振荡器模块52.3.1.1互感耦合振荡器52.3.1.2 电感反馈三端式振荡电路52.3.1.3 电容反馈三端式振荡电路62.3.1.4 集成电路振荡器72.3.2 LC控制信号的实现92.3.3 稳幅电路的选择102.3.4频率控制方式的设计与选择102.3.5功率放大器112.3.6 系统组成构图113 单元电路的设计123.1压控振荡器和稳幅电路的设计123.2锁相环式频率合成器的设计133.3 峰值检测电路173.3 系统软件的设计194 测试方法及结果分析214.1 测试仪器214.2 测试方法214.3 结果分析225 总结226 参考文献22电压控制LC振荡器1 引言 1.1 振荡器简介振荡器简单地说就是一个频率源，一般用在锁相环中。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”，其涵义就暗指交流，振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化，这样的装置就可以称为“振荡器”。压控振荡器（VCO）的类型有LC压控振荡器、RC压控振荡器和晶体压控振荡器。对压控振荡器的技术要求主要有：频率稳定度好，控制灵敏度高，调频范围宽，频偏与控制电压成线性关系并宜于集成等。晶体压控振荡器的频率稳定度高，但调频范围窄；RC压控振荡器的频率稳定度低而调频范围宽，LC压控振荡器居二者之间。振荡器广泛应用于各行各业中，例如在无线电测量仪器中，它产生各种频段的正弦信号电压:在热加工、热处理、超声波加工和某些医疗设备中，它产生大功率的高频电能对负载加热；某些电气设备用振荡器做成的无触点开关进行控制；电子钟和电子手表中采用频率稳定度很高的振荡电路作为定时部件等。在通信系统电路中，压控振荡器(VCO)是其关键部件，特别是在锁相环电路、时钟恢复电路和频率综合器电路等电路中更是重中之重，可以毫不夸张地说在电子通信技术领域，VCO压控振荡器几乎与电流源电路和运放电路具有同等重要的地位。 1.2 系统设计的目的了解、分析振荡器设计的基本设计和发展方向，掌握压控LC振荡电路的主要技术指标，电路结构，工作原理。 1.3 系统设计的意义随着电子技术的迅速发展，振荡器的用途也越来越广泛，振荡器自其诞生以来就一直在通信、电子、航海航空航天及医学等领域扮演重要的角色，具有广泛的用途。在无线电技术发展的初期，振荡器就在发射机中用来产生高频载波电压，在超外差接收机中用作本机振荡器，成为发射和接收设备的基本部件。本设计电压控制LC振荡器是如今使用非常广泛的一类电子器件，为电一光转换电路、移动式手持设备等提供了很多的解决方案。本文设计的是电压控制LC振荡器，设计中采用了改进型电容三点式西勒振荡器电路作为本设计的主要组成部分，解决了基本三点式振荡电路设计中存在的改变振荡频率必改变反馈系数的矛盾，通过调节压控变容二极管两端电压来改变振荡器的输出频率，使设计系统达到15MHz～35MHz输出频率可变的要求。在LC振荡器的LC回路中，使用电压控制电容器（变容二极管器），就可以在一定频率范围内构成电压调谐振荡器，即电压控制LC振荡器。压控振荡器可广泛使用于频率调制器，锁相环路，以及无线电发射机和接收机中。本设计电压控制LC振荡器采用了变容二极管来实现电压控制的功能，末级功率放大器采用了三极管9018，实现了功率放大的功能，并使其三极管工作在丙类状态，以提高工作效率。若负载为容性阻抗，采用串联谐振回路以提高输出功率。系统主要选用LC振荡器来实现振荡，并改变电路输入电压来控制电路频率的变化。LC振荡器因谐振回路具有很高的选择性，即使放大器工作在非线性区，振荡电压也非常接近正弦形，达到设计要求。但因它的谐振元件LC之值只限于体积不宜过大，振荡频率不宜太低一般为几百千赫到几百兆赫。频率稳定度一般为10-2～10-4 量级，略优于RC 振荡电路，但比石英晶体振荡器要低几个数量级。谐振元件L或C的数值调节方便，可借以改变振荡频率，因而为广播、通信、电子仪器等电子设备所广泛采用。　压控振荡器的应用范围很广，集成化是重要的发展方向。石英晶体压控振荡器中频率稳定度和调频范围之间的矛盾也有待于解决。随着深空通信的发展，将需要内部噪声电平极低的压控振荡器。2 系统设计要求和设计方案 2.1设计任务及基本要求 2.1.1 任务设计并制作一个电压控制LC振荡器。 2.1.2 基本要求（1）振荡器输出为正弦波，波形无明显失真； （2）输出频率范围：15MHz~35