电容三点式振荡电路设计

电容三点式振荡电路设计

摘要：振荡器的用途十分广泛，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。

为了提高稳定度，需要对电路做改进，以减少晶体管极间电容的影响，可以通过采用减弱晶体管与回路之间耦合的方法，我们得到改进型电容反馈的振荡器电路。

关键词：电容三点式振荡电路，西勒振荡器。

概述

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 f0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 Uf 和输入电压 Ui 要相等，这是振幅平衡条件。二是Uf 和Ui 必须相位相同，这是相位平衡条件，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。

电子振荡器的输出波形可以是正弦波，也可以是非正弦波，视电子器件的工作状态及所用的电路元件如何组合而定。

正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。能够产生正弦

波的电路称为正弦波振荡器。通常，按工作原理的不同，正弦振荡器分为反馈型和负载型两种，前者应用更为广泛。在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。

正弦波振荡器按工作原理可分为反馈式振荡器与负阻式振荡器两大类。反馈式振荡器是在放大器电路中加入正反馈，当正反馈足够大时，放大器产生振荡，变成振荡器。所谓产生振荡是指这时放大器不需要外加激励信号，而是由本身的正反馈信号来代替外加激励信号的作用。负阻式振荡器则是将一个呈现负阻特性的有源器件直接与谐振电路相接，产生振荡。

设计方案

1. 电路设计

根据课本上的关于振荡器的介绍，通过EWB仿真软件绘制振荡器的电路原理图，根据题目要求，需要利用跳线开关实现两种电路之间的切换，总体电路电路图如后面所示考虑到该电路要能调到符合要求的6MHz的振荡频率以及1V的输出幅值选择参数

由振荡器谐振频率计算公式：

1LC

W=

根据设计指标，f=6MHz分配合适的电容和电感。电阻的选择可以通过仿真，分析波形，选择合适的电阻。电路图如下：

2. PCB设计

PCB（Printed Circuit Board），中文名称为印制线路板，简称印制板，是电子工业的重要部件之一。几乎每种电子设备，小到电子手表、计算器，大到计算机，通讯电子设备，军用武器系统，只要有集成电路等电子元器件，为了它们之间的电气互连，都要使用印制板。

一．印制电路在电子设备中提供如下功能：

提供集成电路等各种电子元器件固定、装配的机械支撑。

实现集成电路等各种电子元器件之间的布线和电气连接或电绝缘。

提供所要求的电气特性，如特性阻抗等。为自动焊锡提供阻焊图形，为元件插装检查、维修提供识别字符和图形。在绝缘基材上，提供元、器件之间电气连接的导电图形，称为

印制线路。它不包括印制元件。

二基本制造工艺流程。

印制板按照导体图形的层数可以分为单面、双面和多层印制板。单面板的基本制造工艺流程如下：

覆箔板-->下料-->烘板（防止变形）-->制模-->洗净、烘干-->贴膜(或网印) —>曝光显影(或抗腐蚀油墨) -->蚀刻-->去膜--->电气通断检测-->清洁处理-->网印阻焊图形（印绿油）-->固化-->网印标记符号-->固化-->钻孔-->外形加工-->清洗干燥-->检验-->包装-->成品。

三 PCB工程制作：

对于PCB印制板的生产来说，因为许多设计者并不了解线路板的生产工艺，所以其设计的线路图只是最基本的线路图，并无法直接用于生产。因此在实际生产前需要对线路文件进行修改和编辑，不仅需要制作出可以适合本厂生产工艺的菲林图，而且需要制作出相应的打孔数据、开模数据，以及对生产有用的其它数据。它直接关系到以后的各项生产工程。这些都要求工程技术人员要了解必要的生产工艺，同时掌握相关的软件制作，包括常见的线路设计软件如：Protel、Pads2000、Autocad等等，更应熟悉必要的CAM软件如：View2001、CAM350；GCCAM等等，CAM应包括有PCB设计输入，可以对电路图形进行编辑、校正、修理和拼版，以磁盘为介质材料，并输出光绘、钻孔和检测的自动化数据。

四 在处理PCB设计文件时，应该仔细检查：

接收文件是否符合设计者所制定的规则？能否符合PCB制造工艺要求？有无定位标记？

线路布局是否合理？线与线，线与元件焊盘，线与贯通孔，元件焊盘与贯通孔，贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理，能否满足生产要求。元件在二维、三维空间上有无冲突？

印制板尺寸是否与加工图纸相符？后加在PCB图形中的图形（如图标、注标）是否会造成信号短路对一些不理想的线形进行编辑、修改。 在PCB上是否加有工艺线？阻焊是否符合生产工艺的要求，阻焊尺寸是否合适，字符标志是否压在器件焊盘上，以免影响电装质量。等等…

利用跳线开关将振荡器总体电路仿真图如下：

心得体会：

通过这次电子课程设计我学会了Protel等PCB绘制软件的使用。学会了一些电子电

路仿真设计能力,虽然过程中遇到了一些困难，但是在解决这些问题的过程无疑也是对自己自身专业素质的一种提高与肯定。此次设计不仅增强了自己在专业设计方面的信心，鼓舞了自己，更是一次兴趣的培养。这对我们在日后的深入学习中是十分有益的。

同时我还认识到，我们在以后的学习中，应该注意到这一点，更重要的是我们要学会把从书本中学到的知识和实际的电路联系起来，这不论是对我们以后的就业还是学习，都会起到很大的促进和帮助，我相信：通过这次的课程设计，在下一阶段的学习中我会更加努力，力争把这门课学好、学精。同时，通过本次课程设计，巩固了我们学习过的专业知识，也使我们把理论与实践从真正意义上相结合了起来；考验了我们借助互联网络搜集、查阅相关文献资料，和组织材料的综合能力；从中可以自我测验，认识到自己哪方面有欠缺、不足，以便于在日后的学习中得以改进、提高。

这次课程设计让我学到了很多，不仅是巩固了先前学的知识，而且也培养了我的动手能力，更令我的创造性思维得到拓展。希望今后类似这样课程设计、类似这样的锻炼机会能更多些!

参考文献

[1] 阎石. 数字电子技术基础（第五版）.北京：高等教育出版社，2006

[2] 赵淑范，王宪伟. 电子技术试验与课程设计.北京清华大学出版社，2006

[3] 高吉祥. 电子技术基础试验与课程设计.北京：电子工业出版社，2005

[4]李庆武.电子技术基础实验（数字电子技术及其EDA）（下册）. 北京：机械工业出版社，2006

[5]施金鸿，陈光明.电子技术基础实验与综合实践教程. 北京：航空航天大学出版社，2006

[6]崔葛瑾.数字电路实验基础.上海：同济大学出版社，2006 [7]李亚伯主编．数字电路与系统 北京：电子工业出版社，1998 [8]王文辉主编．电路与电子学 北京：电子工业出版社，1997

[9]谢沅清 解月珍编著．电子电路学习指导与解题指南．北京：北京邮电大学出版，2001

[10] 朱丹宇，周正康. 数据通讯和网络[M]. 机械工业出版社,2000

致谢

本课程设计形成的报告是在老师的悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在学习期间，老师不仅在学业上给我以精心指导，同时还在思想上给我以关怀，在此谨向老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。

通过这次设计，我也更多的了解了Protel软件和制作PCB板的过程，掌握了一些电路设计方面的基本方法和步骤，同时也锻炼了动手能力，