高频信发生器电路设计

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1、高频信号发生器电路设计摘要高频信号发生器主要用来向各种电子设备和电路提供高频能量或高频标准信号， 以便测试各种电子设备和电路的电气特性。例如，测试各类高频接收机的工作特性， 便是高频信号发生器一个重要的用途。在电路结构上，高频信号发生器和高频发射机 很相似。高频信号发生器主要是产生高频正弦震荡波，故电路主要是由高频振荡电路构成。 振荡器的功能是产生标准的信号源，广泛应用于各类电子设备中。为此,振荡器是电子 技术领域中最基本的电子线路 ,也是从事电子技术工作人员必须要熟练掌握的基本电 路。1 主要性能指标振荡频率 f二6MHz + 50KHz o频率稳定度 纣/ f 0.3Vop - p2 原理

2、图设计电路结构总的电路结构如图 4-1 所示。电路由三部分组成1 三极管放大器；（起能量控制作用）2 正反馈网络；（由三点式回路组成）3 选频网络；（由三点式回路的谐振特性完成选频功能）图 4-1 高频信号发生器原理图静态工作点的设置合理地选择振荡器的静态工作点，对振荡器的起振，工作的稳定性，波形质量的好坏有着密切的关系。般小功率振荡器的静态工作点应选在远离饱和区而靠近截止区的地方。根据上述原则，一般小功率振荡器集电极电流I大约在之间选取，故本实 CQ验电路中：选 I =2mACQV =6VCEQ3=100则有为提高电路R + RecU - UCCCEQICQ12 - 62=3KQ的稳定性 R

3、 值适当增大，取eRe=lKQ 贝V Rc = 2KQ因：U =IREQ CQ E则： U =2mAXlK=2VEQ因： I=I /3BQ CQ则： I =2mA/100=BQ一般取流过Rb2的电流为5-10I若取10IBQ , BQV因：R =-bqV = V + 0.7b 2 IBQ EQ则：R B2.7V = 13.5 KO 取标称电阻 12K?。b20.2 - V 12V - 2.7V因：R _ CCBQJKO_ 41.3K0bl Vb 2b12.7V为调整振BQ荡管静态集电极电流的方便，R由27K?电阻与27K电位器串联构成。b1选管由于高频振荡器的振荡频率较高，在选管时应注意选超高

4、频小功率三极管。特征频率fT也要比 音频振荡管的要求高。通常选fT(3-10) fo (f0为振荡器的中心频率)。fT高则管子的高频性能好， 晶体管内部相移小，有利于稳频。在高频工作时，振荡器的增益仍较大，易于起振。本次课设选用 2N2222型号的晶体管，满足了振荡器的频率和功率要求。振荡回路元件的确定回路中的各种电抗元件都可归结为总电容C和总电感L两部分。确定这些元件参 量的方法，是根据经验先选定一种，而后按振荡器工作频率再计算出另一种电抗元件 量。从原理来讲，先选定哪种元件都一样，但从提高回路标准性的观点出发，以保证回路电容Cp远大于总的不稳定电容Cd原则，先选定Cp为宜。若从频率稳定性角

5、度出 发，回路电容应取大一些，这有利于减小并联在回路上的晶体管的极间电容等变化的 影响。但C不能过大，C过大，L就小，Q值就会降低，使振荡幅度减小，为了解决频 稳与幅度的矛盾，通常采用部分接入。反馈系数F=C1/C2,不能过大或过小，适宜1/8 1/2。因振荡器的工作频率为：1f =当 LC 振荡时，f=6MHz ELC l=10uH0本电路中，则回路的谐振频率fo主要由C、C4决定，即3有取 C3 =120pfC + C34a 176 pfC4=51pf （用 33Pf 与 5-20Pf 的可调电容并联），因要遵循C，CC3,C4, C/C=1/81/2的条件，故取C =200pf，则1 2

6、 1 2 1C =510pf。2对于晶体振荡，只需和晶体并联一可调电容进行微调即可。为了尽可能地减小负载对振荡电路的影响，振荡信号应尽可能从电路的低阻抗端输出。例如发射极接地的振荡电路，输出宜取自基极；如为基级接地，则应从发射极输出。3 性能测试电路仿真波形如图 4-2 所示图 4-2 总体电路波形从波形可以看出，电路起振，波形比较稳定，频率也满足了设计的要求。通过调节可变电容的值实现振荡频率的调节。调试中的问题振荡电路接通电源后，有时不起振，或者在外界信号强烈触发下才起振（硬激励），在波段振荡器中有时只在某一频段振荡，而在另一频段不振荡等。所有这 些现象无非是没有满足相位平衡条件或振幅平衡条

7、件。如果在全波段内不振荡，首先 要看相位平衡条件是否满足。对三端振荡电路要看是否满足对应的相位平衡判断标准。 此外，还要在振幅平衡条件所包含的各种因素中找原因。1、静态工作点选的太小。2、电源电压过底，使振荡管放大倍数太小。3、负载太重，振荡管与回路间耦合过紧，回路 Q 值太低。4、回路特性阻抗P或介入系数pee太小，使回路谐振阻抗RO太低。5、反馈系数 kf 太小，不易满足振幅平衡条件。但 kf 并非越大越好，应适当选取。 有时在某一频段内高频端起振，而低频端不起振，这多半是在用调整回路电容来改变振荡频率的电路中，低端由于 C 增大而 L/C 下降，致使写真阻抗降低所起。反之， 有时低端振高

8、端不振，原因可能有：1、选用晶体管 fT 不够高。2、管的电流放大倍数B太小。低端已处于起振的临界边缘状态，在高频工作时晶体管输入电容 CBE 的作用使反 馈减弱，或者是由于CB E的反馈作用显着等。4总结电子线路的课程设计比较难，所花的时间和精力较多，而且对于电子线路电路来 说，经验起很大的帮助作用，因此设计制作的过程中，多问老师是大有裨益的，尤其 是问经验丰富的实验老师，一般我们碰到的问题都能解决。另外，应该多花一些时间， 这样才能保证质量的前提下很好完成任务。通过这次设计让我更好的掌握了常用元件的识别和测试；熟悉了芯片的结构及掌 握了各芯片的工作原理和其具体的使用方法。更加深刻地理解课本知识。 在此次做课 程设计的过程中，我深深地感受到了自己所学到知识的有限和自身的不足，并且学会 了对所找内容的取舍及分析。总之，从中我们学习到了如何解决遇到的困难，更进一 步地熟悉了晶体管的应用和芯片的结构及掌握了其工作原理和具体的使用方法，增强 了对实验的思考能力.培养了我们一丝不苟的科学态度和不厌其烦的耐心。同时，也暴 露了我很多的不足，在以后的学习中，将进一步发扬有点，克服缺点。