1、目錄TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4前言1工程概況1正文1 HYPERLINK l bookmark63.1設計的目的和意義13.1.1設計目的13.1.2設計意義1 HYPERLINK l bookmark83.2克拉潑電容三點式振蕩電路的基本原理13.2.1振蕩器組成原則1 HYPERLINK l bookmark103.3.2改進型電容三點式（克拉潑振蕩器）的由來2 HYPERLINK l bookmark123.2.3克拉潑振蕩器的電路分析23.2.4克拉潑振蕩器的起振條件33.2.5克拉潑振蕩器的振蕩頻率3 HYPERLINK l bookmar

2、k423.2.6克拉潑振蕩器的電容參數影響4 HYPERLINK l bookmark463.3設計方法和內容53.3.1電容三點式和改進型電容三點式仿真比較5 HYPERLINK l bookmark483.3.2克拉潑振蕩器電容參數改變對波形的影響6 HYPERLINK l bookmark503.5結論7 HYPERLINK l bookmark52致謝7 HYPERLINK l bookmark54參考文獻8塔里木大學信息工程學院課程設計第 #頁共8頁塔里木大學信息工程學院課程設計第 頁共8頁、八、前言振蕩器用于產生一定頻率和幅度的信號，它不需要外加輸入信號的控制，就能自動的將直流電能

3、轉化為所需要的交流能量輸出。振蕩器的種類很多，根據產生振蕩波形的不同，可分為正弦波振蕩器和非正弦波震蕩器。正弦波振蕩器從組成原理來看，可分為反饋振蕩器和負阻振蕩器。正弦波振蕩器的作用是產生頻率穩定、幅度不變的正弦波輸出。以LC諧振回路作為選頻網絡的反饋振蕩器稱為LC正弦振蕩器。三點式振蕩器屬于LC振蕩器的一種，由于電容三點式頻率調節不便引起電路工作性能的不穩定使該電路只適宜產生固定頻率的振蕩，所以選擇了改進型電容三點式（克拉潑電路），即在電容三點式電路的基礎上，在諧振回路的電感支路上串聯一個可調電容。此次設計的電路是建立在反饋電路基礎之上的，在熟悉了改進型電容三點式的原理下，對電路進行仿真，由

4、輸出波形比較它們的不同，最后得出可調電容的值越大，振蕩頻率穩定度越高。振蕩器在現代科學技術領域有著廣泛的應用，例如，在無線電通信、廣播、電視設備中來產生所需要的載波和本機振蕩信號；在電子測量儀器中用來產生各種頻段的正弦信號塔里木大學信息工程學院課程設計第 #頁共8頁塔里木大學信息工程學院課程設計第 #頁共8頁塔里木大學信息工程學院課程設計第 頁共8頁塔里木大學信息工程學院課程設計第 #頁共8頁正文此次課程設計是在multisim軟件下對改進型電容三點式克拉潑電路的輸出波形進行仿真。由于振蕩器的種類很多，適用的范圍也不相同，但它們的基本原理都是相同的，都由放大器和選頻網絡組成，都要滿足起振，平衡

5、和穩定條件。本次課程設計要求振蕩器的輸出頻率為lOMhz，屬于高頻范圍。所以選擇LC振蕩器作為參考對象，再考慮輸出頻率和振幅的穩定性，最終選擇了克拉潑振蕩器。此次可設用了兩周的時間，對改進型電容三點式克拉潑電路進行仿真，發現了克拉潑電路的優缺點。3.1設計的目的和意義3.1.1設計目的熟悉multisim軟件，運用軟件里的一些元器件連接電路圖，完成課程設計：改變型電容三點式（克拉潑電路）設計仿真。對改進型電容三點式（克拉潑電路）進行輸出波形仿真，并分析。3.調節可變電容的值，觀察輸出波形的變化，并與實際理論值進行比較。3.1.2設計意義設計的改進型電容三點式電路克服了電容三點式電路的頻率高的缺

6、點，在實際應用中的范圍更加廣泛。3.2克拉潑電容三點式振蕩電路的基本原理3.2.1振蕩器組成原則振蕩器LC回路的三個端點與晶體管的三個電極分別連接構成的電路即為三點式振蕩器，如圖所示：圖3-1三點震蕩器一般形式三點式LC正弦波振蕩器的組成法則是：與晶體管發射極相連的兩個電抗元件應為同性質的電抗，而與晶體管集電極一基極相連的電抗元件應與前者性質相反。也就是說上圖中Zbe、Zce與Zbc的性質必須相反振蕩器才能起振。3.3.2改進型電容三點式(克拉潑振蕩器)的由來在電容三點式電路中，要減小極間電容在回路總電容中的比重，可以采用部分接入的方法。一種電容三點式振蕩器的改進型電路克拉潑振蕩器就是從這一點

7、出發得到的。在電容三點式振蕩器電路的回路中僅多加一個與C、C相串聯的電容C即構成了克拉潑振蕩23臾方器。3.2.3克拉潑振蕩器的電路分析(a)實際電路(b)交流通路圖3-2克拉潑振蕩器原理圖圖1(a)和(b)分別是克拉潑振蕩器的實際電路和相應的交流通路。由圖3-2(a)可知，克拉潑電路與電容三點式電路的差別，僅在回路中多加一個與C、C相串聯的電容C。133通常C取值較小，滿足CC，CC，回路總電容主要取決于C。而回路中的不331323穩定電容主要是三極管的極間電容C、C、C,它們又都直接并接在C、C上，不影cebecb12響C值，結果是減小了這些不穩定電容對振蕩頻率的影響，而且C越小，這種影響

8、就越小,33環路增益就越小，回路標準性就越高。實際情況下，克拉潑電路的頻穩度大體上比電容三點式電路高一個量級，達10-410_5。3.2.4克拉潑振蕩器的起振條件C3TH-塔里木大學信息工程學院課程設計第 #頁共8頁塔里木大學信息工程學院課程設計第 #頁共8頁塔里木大學信息工程學院課程設計第 頁共8頁塔里木大學信息工程學院課程設計第 #頁共8頁(a)克拉潑電路(b)開環電路圖3-3克拉潑電路及其開環電路在如圖(a)所示的克拉潑電路中，L、C3的串聯支路呈感性，符合三點式電路的組成法則，即與發射極連接的為C和C，而不與發射極連接的為感性電抗。該電路滿足相位平12衡條件。在X處斷開，可以得到如圖(

9、b)所示的開環電路。它的反饋網絡的反饋系數保持不變，仍為n,C/(C+C)，C=C+C，不同的僅是R(,RR)需要通過CTOC o 1-5 h z11222beLLe03和C(，CC/(C+C)的電容分壓網路折算到集電極上，折算后的數值為n2R(或1,212122Lg/ng)，其中n，C/(C+C)。因此，該電路的振幅起振條件為L2L2331,2gmg/n2+ngL22i其中，g，1r。ie3.2.5克拉潑振蕩器的振蕩頻率克拉潑振蕩電路是在電容三點式振蕩電路的基礎上，米用L和C的串聯電路代替原來3的L而構成的。由圖3-2(b)可知，在工作頻率上，L與C串聯支路應等效為一個電感，3C和C以及并接

10、在C，C上的C，C只是整個回路電容的一部分，晶體管以部分接入1212cebe的方式與回路聯接，這樣就減弱了晶體管與回路的耦合。由于C3C1，C3C2，因而回路總電容近似等于C3，振蕩器的振蕩頻率為osc，OSCLCLC3QC111C3+ceC+CC+CC1ce2be3顯然，管子的結電容對的影響是很小的，而且C越小，結電容對振蕩頻率的影響TOC o 1-5 h zosc3就越小。但是，由于JC2只是整個振蕩回路的一部分，晶體管是以部分接入的方式與回路連接，減弱了晶體管與回路之間的耦合。而晶體管的電壓反饋系數為：F沁Cce2如果設回路L兩端的等效負載為Rl，則折合到集電極回路作為集電極負載電阻R:

11、2R，p2RLLC）2C1丿P為回路總阻抗反映到管子ce端的接入系數，其值為CC3C+C23CCC+C2C31C+C23可見C3減小R也減小，從而導致放大倍數下降，會影響起振條件。由于通過改變C來改變振蕩頻率的同時會影響負載電阻R變化，進而影響振蕩器的性3L能，故克拉潑振蕩器不適合用作頻率可變振蕩器。3.2.6克拉潑振蕩器的電容參數影響如圖3-2（R所示，在電容三點式振蕩電路中接入C3后,雖然振蕩器的反饋系數不變,但是接在AB兩端的電阻R（,RlR0）折算到振蕩管集基極間的數值（設為R）減小,其值為RQn2R，（C3/RL2LC3+C12L式中，C1,2是C1、C2和包括各極間電容在內的總電容

12、。因而，放大器的增益亦即環路增益將相應減小。顯然，C3越小，環路增益就越小。可知在這種振蕩電路中減小C3來可提高回路標準性。但C取值過小，振蕩器就不會滿足振幅起振條件而停振。33.3設計方法和內容3.3.1電容三點式和改進型電容三點式仿真比較V匚匚R32-55kQC15Y1-，330nF230nF510uHSOR-dC2Zp320n圖3-4電容三點式電路仿真圖3-5電容三點式輸出波形仿真與共基電容三點式振蕩器電路相比，在電感支路上串連一個電容。但它有以下特點:1、振蕩頻率改變不影響反饋系數；2、震蕩幅度比較穩定；3、電路中C為變電容，調整它可一定范圍內調整震蕩頻率；3但C不能太小，否則導致停振

13、，所以克拉潑振蕩器頻率覆蓋率較小，僅達1.2-1.4。3為此，克拉潑振蕩器適合作固定頻率振蕩器。FI156kQ2H2222AC5二二伽FC1：1QOpFC2-lOOpF12soauH5L130pFKy=A&ikn10ll圖3-6改進型電容三點式-克拉潑電路共基極仿真電路圖3-7改進型電容三點式（克拉潑電路）輸出波形仿真比較電容三點式電路和改進型電容三點式電路，可以發現，電容三點式的優點是電容對高次諧波呈現較小容抗，反饋信號中高次諧波分量小，故震蕩輸出波形好；缺點是頻率調節不方便，只適用于頻率調節范圍不大的場合，而且晶體管之間會存在寄生電容，他們均與諧振回路并聯，會使振蕩頻率發生偏移，同時極間電

14、容會隨晶體管的工作狀態變化。改進型電容三點式（克拉潑電路）的優點是減小晶體管的極間電容，使振蕩頻率穩定度明顯提咼了；缺點接入可變電容后，使晶體管的輸出端和回路耦合減弱，放大器的放大倍數減小，從而使振蕩器輸出的幅度小。3.3.2克拉潑振蕩器電容參數改變對波形的影響由克拉潑振蕩器的起振條件可知，當C改變時會對電路的起振條件會產生很大的影響。3如果C取值過小，振蕩器就不會不滿足振幅起振條件而停振。設C為15pF,20%時，可以3得到電路的仿真波形如圖所示。可發現，波形明顯失真了。圖3-8改變C3后的仿真波形3.5結論電容三點式振蕩器的反饋信號取自電容兩端，因為電容對高次諧波呈現較小的容抗，反饋信號中

15、高次諧波分量小，故震蕩輸出波形好。但當通過改變或來調節振蕩頻率時，同時會改變正反饋量的大小，因而會使輸出型號幅度發生變化，甚至會使振蕩器停振，所以電容服這些缺點。三點式振蕩電路頻率調節很不方便，故使用于頻率調節范圍不大的場合。而改進型電容三點式僅在諧振回路電感支路增加了一個電容，卻能克致謝經過兩周的時間，終于順利的完成了此次課程設計，回顧這次課程設計的過程，感覺自己收獲了很多，同時也發現了自身存在一些問題，我發現了自己對書本上的知識掌握的不好,理解的程度也不夠。這次課程設計，通過查閱相關資料和對課本知識的仔細研究，使我對抽象的理論有了具體的認識,我掌握了電容三點式、改進型電容三點式電路的原理以

16、及優缺點，熟悉了multisim軟件的使用和電路圖的仿真，以及改變參數時對仿真圖形進行比較和分析。對于電路的設計過程我以為電容三點式振蕩器的設計很難，設計比較煩瑣，有靜態工作點的要求，各電阻、電容值的設計，還有好多要求，看起來十分復雜。后來通過查資料，才了解到先要計算好各電阻的值，再根據各電容的作用，確定電容的值，畫出電路圖，一切都會變得簡單。同樣,在這次課程設計中也遇到了不少問題，尤其是編輯公式時，操作不靈便，編輯好的文檔沒有及時保存，以至于從頭再來，浪費了很多時間。但吃一塹長一智，現在遇到這些問題，及時解決，以后再做這類事情就會多一點經驗，就會少出一些類似問題。回顧起此課程設計，至今我仍感慨頗多，從理論到實踐，在這段日子里，可以說得是苦多于甜，但是可以學到很多很多的東西，同時不僅可以鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多在書本上所沒有學到過的知識。通過這次課程設計使我懂得了理論與實際相結合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從理論中得出結論，才能真正為社會服務，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設計的過程中遇到問題，可以說