本地振荡器.doc

济南大学毕业设计

课程设计报告
《高频电路》

题 目 晶体振荡器
学 院 信息科学与工程学院
专 业 电子信息科学与技术
班 级 电信1101
学 生 李君航
学 号 20111221127
指导教师 孙传伟

二〇一三 年 十二 月 二十四
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济南大学课程设计报告

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目录
前言
本次课程设计，其目的是得到一个超外差式的调频接收机。所谓超外差，是指将所要接收的电台在调谐电路里调好以后，经过电路本身的作用，就变成另外一个预先确定好的频率，然后再进行放大和检波。这个固定的频率，是由差频的作用产生的。
在超外差式调频接收机的设计过程中，应将其分为选频网络、高频放大、变频、中频放大、解调、低放和低频功放七个部分。但是在设计时必须全面考虑，妥善处理一些相互牵制的矛盾，特别要抓住主要矛盾（稳定性、选择性、失真等），才能使得接收机有较好的指标。超外差式接收机能够大大提高接收机的增益、灵敏度和选择性。。超外差电路的典型应用是超外差接收机，其优点是：①容易得到足够大而且比较稳定的放大量。②具有较高的选择性和较好的频率特性。③容易调整。缺点是电路比较复杂，同时也存在着一些特殊的干扰，如像频干扰、组合频率干扰和中频干扰等。随着集成电路技术的发展，超外差接收机已经可以单片集成。

方案设计
1.1设计思路
本地振荡器主要是产生一个和调幅信号相乘的高频信号，通过信号相乘以得到新的频率，若振荡器不能够稳定工作，就会使产生的中频信号不稳，为此我们必须保证振荡器的稳定性，故这里采用高稳定度的石英晶体振荡器。
1.2系统分析
是
否
图1 系统总体框图
提出设计指标

小组讨论

拟定电路方案
电路连接
参数计算
运行正确

仿真调试
结果测量

指标满足？

设计结束

电路调整
重新调整

修改电路方案

1.3系统方案
1.3.1方案设计
在本次设计中，采用改进型电容三点式振荡电路。因为本振电路的输出频率要与高频放大电路的输出信号进行混频，得到一个中频信号。所以要求本振电路的输出频率必须很稳定，所以采用了改进型电容三点式。如果本振电路的输出不稳定，将引起变频器输出信号的大小改变，振荡频率的漂移将使中频改变。振荡器的振幅与振荡管的特性以及反馈电路的特性有关，当温度及其它管子与反馈电路的特性改变时，振幅也就会改变。为了稳定振幅，可在各波段振荡器的反馈线圈上并联不同的电阻以平滑电抗元件的频率特性，还可用自动增益控制稳定振幅。
1.3.2方案论证
一、LC振荡器
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。所谓振荡器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性的有源器件直接与谐振电路相接，产生振荡。本设计中用的是反馈式振荡器，图1.1所示即为LC三点式反馈式振荡器的原理图。通过我们对高频电路的学习知道，三点式振荡器的构成法则是：与的符号相同，与的符号则相反。凡是违反这一准则的电路不能产生振荡。

二、石英晶体振器
我们知道由LC构成的振荡器，它们的日频率稳定度大约为～的数量级。即使采用了一系列稳频措施，一般也难以获得比更高的频率稳定度。但是，实际情况往往需要更高的频率稳定度。例如本文的本振电路由于它的稳定性直接决定了输出中频信号的稳定度，因此其频率稳定度就要求～。显然，普通的LC振荡器是不可能满足上述要求的。为此本设计电路采用了石英晶体振荡器。石英晶体的物理化学性能都十分稳定，因此它的等效谐振回路有很高的标准性。其等效电路如图1.2所示，晶体的参数很大、很小、也不大。因此，晶体的Q値可高达数百万数量级。又由于﹥﹥所以石英晶体工作时，在串并联谐振频率之间很狭窄的工作频带内，具有极陡峭的电抗特性曲线，因而对频率变化具有极灵敏的补偿能力。
综上所述，采用石英晶体振荡器。

二 硬件设计
1.1电路设计

1.2仿真测试

1.3电路分析
上面第一个图是一个电容反馈改进振荡器电路，其交流等效电路电路如上面第二个图所示。等效电路中C为

由等效电路知此电路中是基极接地，CE之间为C1，BE之间为C2，CB之间为L与C串联的等效电抗；在振荡频率处，选择，即L与C串联后等效为一个电感，因此此电路是电容反馈振荡器。因为振频等于谐振频率，决定于

由上式可得
若选择C1>>C，C2>> C，则f0与C1及C2近似无关，这样，与C1,C2并联的分布电容如C11及C22对频率的影响很小了，频率稳定得以提高。
对于提高振荡电路的稳定度有以下几种方法：
（1）提高回路的Q值。Q值高，可使频率稳定。回路Q值主要由电感的Q值决定，故要提高电感的Q值。为此应尽量减小损耗而加大特性电阻。不过，的提高有一定限制，L太大时，损耗也大，而且C太小时并联在回路中的杂散电容可与C相比拟，杂散电容将显著影响频率的稳定。为了减小线圈的损耗，可用高频损耗小的线圈固架。
（2）减小负载的影响。减小振荡回路和负载间的耦合程度可减弱负载的影响，不过这时传送到负载上的振荡信号也小了，故振荡要求更强。在振荡器和负载之间加一级射极输出器可改善负载对振荡器的影响，因射极输出器之输入阻抗较高，隔离作用较好，同时不增加振荡功率的要求。
结束语
一周的高频电路课程设计进行的很快，眨眼就过去了，虽然只有一周的时间但是感觉却是那么漫长，当我拿到课题时我不知道从何下手，急得我不知如何是好，我想着主要原因是没学好高频电子线路着门课。但是车到山前必有路，我相信我虽然不能做到最好，但我能尽力做到更好。老师讲完课题后我就去图书馆去查找资料，图书馆里相关的资料基本都被借的差不多了，我也借了两本相关的书籍。
仔细看了下设计要求我就查找相关的资料，但是动手设计起来，并不是想象中的那样简单。我在网上找到相似的内容，这无疑给我提供了很大的帮助。
通过本次设计，留给我印象最深的是要设计一个成功的电路，必须要有耐心，要有坚持的毅力。在整个电路的设计过程中，花费时间最多的是各个单元电路的连接及电路的细节设计上。在设计过程中，我们仔细比较分析其原理以及可行的原因，最后还是在老师的耐心指导下，使整个电路可稳定工作。实习过程中，我深刻的体会到在设计过程中，需要反复实践，其过程很可能相当烦琐，有时花很长时间设计出来的电路还是需要重做，那时心中未免有点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。
从这次课程设计中，我学到了不少的知识，用压力给了我一个复习的机会,巩固了基础知识;初步懂得了把书本和实践想结合;在以往的学习中，我总感觉对课本知识不理解，不会融会贯通，在这次设计中，我真正把理论与实践联系起来，使我所学的高频电子知识得到了的运用，我觉得我的能力有了更进一步的提高。在这次课程设计过程中，我遇到了几个自己不能解决的问题，通过老师和同学的帮助最终把问题解决，在此，我才知道自己的电子知识还是不够，而且我们所学的理论知识是很有用的，没有坚实的知识基础，是不可能完成设计的。在此过程中，要感谢老师和同学们的大力支持和帮助。
参考文献
Ø 《高频电子电路》（第2版） 王卫东 编著 电子工业出版社
Ø 《高频电路原理与分析》主编：曾兴雯 刘乃安 陈健 西安电子科技大学出版社
Ø 《电子线路设计、实验、测试》主编：谢自美 华中理工大学出版社
Ø 《通信电子线路》主编：刘泉 武汉理工大学出版社
Ø 《电子技术实验教程[M]》主编：王紫婷 成都:西南交大出版社,1997.附录
总体电路图