压控振荡器

电压控制LC振荡器的设计方案、指标分析及作品测试魏东梅Tel:13980128058Office:东6B401系统整体框图VCO功放显示MCUPLL键盘A/D一、压控振荡器（核心单元）二、PLL三、功率放大器四、显示一、压控振荡器1、典型三点式振荡器＋XbeXceXbc＋——iUcUfU——＋——＋——oU原则：射同它异在三点式电路中，与发射极相连接的两个电抗为同性质，而接在集电极与基极之间的电抗为异性质。电容三点式振荡器VCCRLRb1Rb2CbCCReLC1C2高频旁路电容耦合电容Rb1、Rb2以及Re给电路提供一个合适的静态工作点几个问题：三极管的选择：fT须为工作频率的5~10倍；静态工作点的设定：起振时三极管需工作在甲类状态振荡参数的设计：交流等效电路绘制后进行计算交流等效电路绘制原则：大电容(耦合电容、高频旁路电容）作为短路处理；大电感（高频扼流圈）作为开路处理；电源作为地处理；找出晶体管的直流或者交流接地点；VCCRLRb1Rb2CbCCReLC1C2振荡频率LCf210212121CCCCCCC串C2一般取2-3倍C1RLReC1C2交流等效电路西勒振荡器（Seiler）UCCRb1Rb2CbReC1C2Rc（a）LC3C4C1C2（b）LC3C4LCf2103214C串串CCCC振荡频率主要由L、C3、C4决定在LC振荡器中，希勒振荡器的频率覆盖范围最高，理论上最多能够达到1.6~1.8。在本题中，需要频率覆盖范围为：3.215/35故本题需要用压控振荡器2、压控振荡器变容二极管是利用ＰＮ结的结电容随反向电压变化这一特性制成的一种压控电抗元件。(a)符号-uCjCj(0)(b)结电容——电压曲线nBjjUuCC1)0(n与UB与二极管的工艺有关15VC3R4LcC1压控振荡器原理图-15V1000pR3C41000p1p0.5pC51000p控制电压ULCjC2C1LCjLCf210j21C串串CCC频率步进指标：基本要求：步进间隔为1MHz100kHz扩展要求：步进间隔为100kHz三种方案：一：手动设置电压档位二：单片机内部设置三、锁相方式（PLL)二、PLL控制压控振荡器晶体振荡参考分频鉴相器可编程分频低通压控振荡器一、PLL可以采用一块集成芯片，譬如MC145151二、分频、PLL独立芯片VCO晶振鉴相环路滤波分频÷N输出fr单片机forNff0CD4046低通滤波器CD4059三、功率放大器功率放大器工作在三种状态：甲类、乙类、丙类。其中丙类的输出功率较大，效率最高。甲类：在输入信号的整个周期中，集电极都有电流流通的放大器称为甲类放大器，此时电流导通角为180o；icicωt转移特性UonOuBE甲类UbmUBBQAUBBUbm+Uon信号无失真放大乙类：在输入信号的整个周期中，只有输入信号正半周集电极有电流流通，此时电流导通角为90o；icicωt转移特性UonOuBE乙类90oUbmQBUBB=Uon信号失真放大丙类：在输入信号的整个周期中，只有小于输入信号正半周集电极有电流流通，此时电流导通角小于90oicicωt转移特性UonOuBE乙类θUbmUBBQCUBBUon信号失真放大结论：丙类功放无失真放大信号的条件是：加入带通滤波器将丙类功放非线性状态所产生谐波成分滤除。在丙类工作状态，需要输入信号大，故此处需要前级加一级甲类功率放大器。甲类放大器VCO输出丙类放大器功率输出注意：丙类功率放大器的基极一般采用自给偏压，而集电极负载是LC带通滤波器，其中心频率为输入信号的频率。甲类偏置丙类自给偏置带通滤波器匹配：其目的是输出功率最大，将功放管的输出负载与实际负载通过匹配网络，让其相等。类型：倒L型、T型、π型R2倒L型X2X1X2X3RLT型X2X1RERL(π型X1X3参数计算：LRUP22cmo0cDIVPCCDCPPo输出功率电源功率输入效率四、显示电路幅度显示：采用检波电路得到直流信号，然后通过A/D送入单片机进行处理，最后送入LCD予以显示；检波电路信号输出A/D单片机LCD频率显示测试示波器观测参数：波形失真：正弦波无明显失真输出频率范围：15~35，测几个点频电压幅度：频率稳定度（此处定义为短期频率稳定度，以分钟计算）注：上面参数可以同时观测112fff频率稳定度电压显示：用LCD或者数码管显示实际的电压值；频率显示：用LCD或者数码管显示实际的频率值；步进：用按键或者键盘实现功率、效率：测试输出端的交流电压振幅值以及直流电流，然后计算功率与效率。