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电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计

咼频实验报告（二）

--- 电容三点式振荡器与

变容二极管直接调频电路设计组员

座位号实验时间

一、实验目的 . ...................... 错误 ! 未定义书签。二、实验原理 . ...................... 错误 !未定义书签。

电容三点式振荡器基本原理

. .......... 错误 !未定义书签。

变容二极管调频原理 . .................. 错误 !未定义书签。寄生调制现象 . .................... 错误 ! 未定义书签。主要性能参数及其测试方法

. .......... 错误!未定义书签。

三、实验内容 . ...................... 错误 !未定义书签。四、实验参数设计 . ..................... 错误 !未定义书签。五、实验参数测试 . ..................... 错误 ! 未定义书签。六、思考题 . ........................ 错误 !未定义书签。

周一上午

实验目的

1.掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理。

2.掌握电容三点式LC振荡电路的工程设计方法。

3.了解高频电路中分布参数的影响及高频电路的测量方法。

4.熟悉静态工作点、反馈系数、等效C值对振荡器振荡幅度和频谱纯度的影响。

5.掌握变容二极管调频电路基本原理、调频基本参数及特性曲线的测量方法。

实验原理

2.1电容三点式振荡器基本原理

图电容三点式振荡器基本结构

在谐振频率上，必有X + X2 + X3 =0 ,由于晶体管的V b与v c反相，而根据振荡器的振荡条件I T| = 1，要求V be = - V ce，即卩i X = i X2,所以要求X i与Xa为同性质的电抗。

综合上述两个条件，可以得到晶体管LC振荡器的一般构成法则如下：在发射极上连接的两个电抗为同性质电抗，另一个为异性质电抗。

原理电路如图所示:

图原理电路

共基极实际电路如图所示:

求T(j 的等效电路如下

V i

〒C be

g m V i

g ob C bc 〒 G o

其中:

A(j

m R

吕

(3-1)

T( j 的等效电路

R E

1 R L g ob

g ob

G 0

，g ib

r cb

°0_

Q 0 0『

k f

(g ib

r e k f

C i

C i C 2'，C 2' C 2

G0为谐振回路导纳，Q 为回路固有品质因数。

回路谐振时有:

是谐振回路广义失谐其中：

以上讨论中，忽略 C ob 的影响。振幅起振条件：

T （j ）| |AF 1，

（3-4）

即 y fe R L k f 1

，

（3-5）

利用小信号等效电路分析，可以将起振条件表达为

其中:

y fe g m

，

r ob

Q 0 0 L

1 丄 r e

R E

(3-7)

可得到振幅起振条件

g m (g ob g 。)k f g b

k f

y fe

r ob 1 k f

R 0 （3-6）

1 k f

(g °

g o )

F(j ) k f

C 1 C 1 C 2'

T(j ) A(j )F(j )

(3-2 )

(3-3 )

g ob

g L 1

g ib

（3-8）

考虑到g ib 丄g m，k f

r e _C

CT" 将上式改写为

g m

(C1 C2') /

(g ob

C1C2

g o)

C2' R E

(3-9 )

相位起振条件:

T()0, 即lm(y fe R L k f

")(3-10 )

亦即:

y fe

Im 0

g ob g o g ib '

(3-11 )

当忽略y fe

，g oe，g L'，g ie'等参数影响时，上述条件实际就是0。此时，振荡频率为: oe

L C1C2'

C1C2'

(3-12)

精确推导振荡频率需要解方程Im(y fe R L k f—) 0。实际的振荡频率略高于

1 j

由于共基接法的晶体管电路，其频率响应要明显高于共发射极电路，所以此接法的晶体管振荡电路的振荡频率可以高于共发射极接法电路，在实际使用中多采用此电路。

2.2变容二极管调频原理

实现调频的方法有两大类，即直接调频与间接调频。LC调频振荡器是直接调频电路。

直接调频的基本原理是利用调制信号直接线性地改变载波振荡的瞬时频率。如果受控振荡器是产生正弦波的LC振荡器，则振荡频率主要取决于谐振回路的电感和电容。将受到调制信号控制的可变电抗与谐振回路连接，就可以使振荡频率按调制信号的规律变化，实现直接调频。

可变电抗器件的种类很多，其中应用最广的是变容二极管，作为电压控制的可变电容元件，它有工作频率高、损耗小和使用方便等优点。本实验采用变容二极管直接调频电路。

变容二极管的C-v特性曲线如图所示。

C j

C j0

(3-13) (1V D)

C jo是二极管在零偏压时的结电容

v是加在二极管两端的反向电压

V D是二极管PN结的势垒电压

Y是变容二极管的变容指数，普通PN结，超突变结Y =1?5。Y与频偏的大小有关

(在小频偏情况下，选丫= 1的变容二极管可近似实现线性调频)；在大频偏情况下，必须选

Y=2的超突变结变容二极管，才能实现较好的线性调频)；V为变容管两端所加的反向电压。

V V Q V V Q V m COS t (3-14 )

图变容二极管的C-v特性曲线

典型变容二极管直接调频电路如图所示：

L、C、C2构成电容三点式振荡电路，C3、D与C、C2并联，调频电路由变容二极管D 及耦合电容G组成。R与艮为变容二极管提供静态时的反向直流偏置电压V DQ，即V DQ [ R2 / (R1 R2)]V CC。变容二极管上叠加有直流偏置电压V DQ与调制信号电压V。高频扼流圈L1阻断振荡器信号对调制信号的干扰。

电容三点式震荡电路的设计..

北方民族大学课程设计报告院（部、中心）电气信息工程学院姓名郭佳学号 21000065 专业通信工程班级 1 同组人员课程名称通信电路课程设计设计题目名称 500KHz电容三点式LC正弦波振荡器的设计起止时间2013.3.4——2013.4.28 成绩指导教师签名北方民族大学教务处制

摘要本次课设介绍了电容三点式高频振荡电路的设计方法，反馈振荡器的原理和分析以及电容三点式电路参数的计算，并利用其它相关电路为辅助工具来调试放大电路，解决了放大电路中经常出现的自激振荡问题和难以准确的调谐问题。同时也给出了具体的理论依据和调试方案，从而实现了快速、有效的分析和制作，振荡器电路。并以500KHz的振荡器为例，利用multisim制作仿真的模型。关键字：电容三点式振荡仿真

目录目录 (3) 1、概述 (4) 2、三点式电容振荡器 (5) 2.1 反馈振荡器的原理和分析 (5) 2.2 电容三点式参数 (6) 2.3设计要求 (8) 3、电路设计 (8) 4 、调试与总结 (10) 1 仿真 (10) 2、总结： (11) 5、心得体会 (11)

1、概述振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。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 f 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 U f 和输入电压 U i 要相等，这是振幅平衡条件。二是U f 和U i 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。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。功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。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。

变容二极管调频课程设计..

成绩评定表

课程设计任务书

目录摘要 (4) 1.引言 (5) 2. Protel 99 SE 简介 (6) 3.实验步骤 (7) 3.1 Protel 99 SE 绘图环境设置 (7) 3.1.1新建一个设计库 (7) 3.1.2添加元件库 (10) 3.2绘制原理图 (12) 3.2.1选取元件 (12) 3.2.2摆放元件 (13) 3.2.3元件连接 (13) 3.2.4放置输入/输出点 (14) 3.2.5更改元件属性 (15) 3.2.6 ERC(电气规则检查) (16) 3.3 PCB制图 (16) 3.3.1自动生成PCB文件 (16) 3.3.2自动布线 (18) 3.4仿真应用 (20) 4.课设总结 (22) 5.参考文献 (22)

摘要本次课设的要求和目的是掌握Protel的应用。本文以Protel99SE为例，详细具体地介绍这个软件的用法与应用。文章首先介绍了Protel99SE基本知识，然后提出需用该软件解决的实际问题，结合实际问题一步步介绍Protel99SE的用法，如：基础原理图设计，印制电路板基础，PCB元件的制作，电路仿真分析，综合案例演练等。接着分析应用Protel99SE软件的过程中可能遇到的问题及一些应对方法。课设最后进行总结，检查课设的完整性和彻底性，检验自己对Protel99SE软件的掌握程度及应用情况。

Protel 99 SE应用课程设计 ——变容二极管的调频电路 1·引言人类社会已进入到高度发达的信息化社会，信息社会的发展离不开电子产品的进步。现代电子产品在性能提高、复杂度增大的同时，价格却一直呈下降趋势，而且产品更新换代的步伐也越来越快，实现这种进步的主要原因就是生产制造技术和电子设计技术的发展。前者以微细加工技术为代表，目前已进展到深亚微米阶段，可以在几平方厘米的芯片上集成数千万个晶体管；后者的核心就是EDA技术。EDA是指以计算机为工作平台，融合了应用电子技术、计算机技术、智能化技术最新成果而研制成的电子CAD通用软件包，主要能辅助进行三方面的设计工作：IC设计,电子电路设计以及PCB设计。其中最基本也是最常用的是以PCB设计为目的的电路设计、仿真和验证技术。 PCB设计业界称为电子装联设计。从最近两年的统计数据来看，中国大陆的电子装联产品占世界市场份额第一。Protel软件最成功的地方就是其PCB设计功能。其中Protel 99 SE 版本在PCB设计方面已经比较成熟，价廉物美、容易上手、功能满足基本需求，这是用户选择它的真正原因。

变容二极管调频振荡器

实验变容二极管调频振荡器时间：第周星期节课号：院系专业：姓名：学号：座号： ============================================================================================ 一、实验目的 1、了解变容二极管调频振荡器电路的构成及工作原理，加深对直接调频原理的理解； 2、了解调频器调制特性及测量方法； 3、观测调频波的频谱结构； 4、观察寄生调幅现象，了解其产生原因及消除方法。二、实验预习 1、变容二极管调频电路如下图所示，请结合所学理论知识，分析下图中三个三极管V4001、V400 2、V4003的作用，并画出实验电路中调频振荡器部分的高频等效电路。 R 4001 R 4002 R 4003 R4004 R 4005 R 4006 R 4007 R 4008 D4001 GND GND M4001 R 4009 R 4010 R 4011 R 4012 R 4013 R 4014 R 4015 R 4016 R4017 GND M4002 M4003 GND GND GND GND GND 1 1 P4002+12V GND C 4001 C4003C 4004 C4006C4007C4008C 4009 C 4011 C4012 C 4013 C4014 C 4015 C4016 C 4017 C4019 C 4002 C 4010 C4018 L 4001 R p 4001 V4001 L 4003 V4002 V4003 R p 4003 D 4002 L 4004 Rp4002 SW 4001 E d L 4002 R4030 CT 4000 J 4001 P4001 R 4019 R 4020 P4003 J 4002 M4004 成绩指导教师批阅日期

电容三点式振荡器-高频课设

1 概述振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。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 f 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 U f 和输入电压 U i 要相等，这是振幅平衡条件。二是U f 和U i 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。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。功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。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。

2 三点式电容振荡器 2.1 反馈振荡器的原理和分析反馈振荡器原理方框图如图2.1所示。反馈型振荡器是由放大器和反馈网络组成的一个闭合环路，放大器通常是以某种选频网络（如振荡回路）作负载，是一个调谐放大器。图2.1 反馈振荡器方框图为了能产生自激振荡，必须有正反馈，即反馈到输入端的自你好与放大器输入端的信号相位相同。定义A （S ）为开环放大器的电压放大倍数： ) () ()(S U S U S A i o = F(S)为反馈网络的电压反馈系数： ) () ()('S U S U S F o i = )(S A f 为闭环电压放大倍数： ) ()(1) ()()()(S F S A S A s U s U S A i o f ?-== 在振荡开始时，由于激励信号较弱，输出电压的振幅o U 则比较小，此后经过不断放大与反馈循环，输出幅度o U 开始逐渐增大，为了维持这一过程使输出振幅不断增加，应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大，即振荡开始时应为增幅振荡，即： 1)( jw T 因此起振的振幅条件是：

变容二极管调频振荡器

实验五变容二极管调频振荡器一.实验目的 1.了解变容二极管的特性及由其振荡电路的的工作原理。 2.熟悉变容二极管调频器电路原理及构成。 3.掌握调频器调制特性及性能指标的测量方法； 4.了解分布参数对高频电路的影响。二.实验原理所谓调频，就是把所要传送的信息（例如语言、音乐等）作为调制信号去控制载波信号的频率，使其按照调制信号幅度的大小变化。调频电路中，最简单的办法是采用变容二极管调频，利用变容二极管结电容的改变来控制振荡器振荡频率的变化。实验电路如图5-1所示。三极管V1组成电容三点式振荡器的改进型电路，即克拉泼电路。变容二极管D C部分接入振荡回路中，是调频电路的主要元件。电位器R P1、电阻R2、电感L1为变容二极管提供静态时的反向直流偏置，调节R P1可改变主振荡器的振荡频率。V2为放大级，对振荡信号进行放大，以保证有足够的振荡幅度输出。调节R P3，可调节输出幅度的大小。V3为射随器，以提高带负载的能力。调制信号由IN处输入，经变容二极管D C和主振荡调频后，再经V2、V3放大后由OUT 处输出。图5-1 变容二极管调频振荡器三.实验设备 1. 示波器SS7802A 1台

2. 信号源 EE1643 1台 3. 高频毫伏表 1台 4. 高频电路实验板G 4 1块四. 实验内容与步骤按图5-1连接好电路 1. 静态调制特性的测试输入端不接调制信号，调节2P R 使得1e V 为0.6v ，1b V 为1.2v 左右，示波器接至输出端OUT 处，然后调节电位器R P1使E d =4V （万用表直流电压档测该点对地电压），此时示波器将显示振荡波形，其f 0在6.5MHz 附近。适当调整振荡器的静态工作点使波形最好，调节R P3使输出幅度为U OP-P =2V ，然后重新调节电位器R P1，使E d 在0.5V~8V 范围内变化。将对应的振荡频率填入表5-1中。表5-1 根据表格画出静态调制特性曲线。调制灵敏度S= ED f U ?? （静态） 2. 最大频偏的测量最大频偏是指在一定的调制电压作用下能达到的最大频率偏移值Δf m ，调频广播、移动式电台的频偏一般在50KHz~75KHz 的范围内。 1）C 3先不接，调节R P1使E d =4V ，使振荡频率f 0=6.5MHz （幅度为 U OP-P =1V ）； 2）输入端IN 处输入f 0=2KHz 、幅度U m 从0~1V 可调的正弦低频调制信号U Ω； 3）输出端OUT 处接入调制度仪射频2.5~30MHz 输入口，调节调制信号的幅度即可观察对应的频偏。完成表5-1内容的测试。表5-1

高频变容二极管调频器

深圳大学实验报告课程名称：通信电子线路实验项目名称：变容二极管调频器学院：信息工程学院专业：指导教师：报告人：学号：班级：实验时间：实验报告提交时间：教务部制

实验目的与要求： 1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。 2．掌握用变容二极管调频振荡器实现FM的方法。 3．了解变容二极管串接电容的数值对FM波产生的影响。 4．理解静态调制特性、动态调制特性概念和测试方法。方法、步骤： 1．实验准备 ⑴在箱体右下方插上实验板4。接通实验箱上电源开关，此时箱体上±12V、±5V电源指示灯点亮。 ⑵把实验板4上变容二极管调频振荡器单元（简称调频器单元）的电源开关（K2）拨到ON位置，就接通了+12V电源（相应指示灯亮），即可开始实验。 2．静态调制特性测量输入IN端先不接音频信号，将频率计接到调频器单元OUT端的C点（在本单元最右边中部）。调节W2使得BG2射极到地之间的电压为4V（即集电极电流I c0=1mA，因为 R7=1kΩ），此后应保持不变。 ⑴电容C3(=100pF)不接（开关K1置OFF）时的测量调整W l使得振荡频率f0=6.5MHz（用频率计测量），用万用表测量此时A点（在调频器单元最左边中部）电位值，填入表8.1中。然后重新调节电位器W l，使A点电位在0.5～ 8V范围内变化，并把相应的频率值填入表8.1。最后仍需将振荡频率调回到6.5MHz。 ⑵电容C3接入（开关K1置ON）时的测量：同上，将对应的频率填入表8.1。最后仍需将振荡频率调回到6.5MHz。 ⑶调节W2以改变BG2级工作点电压，观测它对于调频器输出波形的影响。最后仍需将BG2射极到地之间的电压调回到4V ⑷调节W3以改变输出（OUT）电压幅度，观测它对于调频器输出波形的影响。表8.1 V A(V) 0.5 1 2 3 4 5 6 7 8 f0(MHz)不接C3 6.5 空格接入C3空格 6.5 3．动态调制特性测量 ⑴实验准备 ①先把相位鉴频器单元（简称鉴频器单元）中的+12V电源接通（开关K7置ON，相应指示灯亮），再把鉴频器单元电路中的K2、K3、K5置ON位置，K1、K4、K6置OFF 位置（此时三个固定电容C5、C9、C10接通，三个可变电容C4、C11、C12断开，从而鉴

变容二极管直接调频电路课程设计-精品

2014 ~2015学年第 1 学期《高频电子线路》课程设计题目：变容二极管直接调频电路的设计班级： 12电子信息工程（2）班姓名：指导教师：电气工程系 2014年12月6日

1、任务书

摘要调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。调频电台的频带通常大约是200～250kHz，其频带宽度是调幅电台的数十倍，便于传送高保真立体声信号。由于调幅波受到频带宽度的限制，在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾，因此音频信号的频率局限于30～8000Hz的围。在调频时，可以将音频信号的频率围扩大至30～15000Hz，使音频信号的频谱分量更为丰富，声音质量大为提高。变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。本课题载波由LC电容反馈三端振荡器组成主振回路，振荡频率有电路电感和电容决定，当受调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路，则振荡频率受调制信号的控制，从而实现调频。关键字：变容二极管；直接调频；LC振荡电路。

目录第一章设计思路 (1) 第二章调频电路工作原理 (2) 2.1 间接调频原理 (2) 2.2 直接调频原理 (2) 2.3 变容二极管直接调频原理 (2) 第三章电路设计 (5) 3.1 主振电路设计原理分析 (5) 3.2 变容二极管直接调频电路设计原理分析 (6) 第四章电路元器件参数设置 (8) 4.1 LC震荡电路直流参数设置 (8) 4.2 变容管调频电路参数设置 (8) 4.3 T2管参数设置 (8) 5.1 mulitisim11软件介绍 (9) 5.2 电路仿真 (9) 小结 (12) 附录一元器件清单 (13) 附录二参考文献 (14)

变容二极管调频振荡器

课程名称通信电子线路实验项目变容二极管调频振荡器成绩学院信息专业通信工程学号姓名李越实验时间2016.06.04实验室3501指导教师谢汝生 1.实验目的 1.熟悉变容二极管调频振荡器电路原理及构成。 2.了解调频器调制特性及测量方法。 2.实验设备 1.双踪示波器（RIGOL DS5062CA数字存储示波器） 2.频率计（AT-F1000-C数字频率计） 3.万用表（DT9205数字万用表） 4.清华科教TPE-GP2型高频电路实验箱及G4实验板

3.实验电路及基本原理分析实验原理：在调制中，载波信号的频率或相位随调制信号而变，称为调频（FM）或调相（PM)，在这两种调制过程中，载波信号的幅度都保持不变，而频率或相位的变化都表现为相角的变化，故二者统称为角度调制或调角。调频就是用调制信号电压去控制载波的频率，可分为直接调频和间接调频两种。直接调频就是用调制电压直接去控制载波振荡器的频率，产生调频信号。间接调频就是保持振荡器的频率不变，而用调制电压去改变载波输出的相位，即调相。变容二级管是利用半导体PN结的结电容随外加反向电压而变化的特性制成的一种半导体二极管，它是一种电压控制可变电抗元件，在其PN结上反偏压越大，则结电容越小。若将变容二极管接在谐振电路两端作为回路振荡电容，使其反向偏压受调制信号的控制，则其容值随调制信号电压的变化而变化，整个振荡器的回路的振荡频率将随着调制信号的变化而变化，从而得变容二极管调频振荡器。本实验所用电路如图所示，为变容二极管部分接入振荡回路的直接调频电路。变容二极管全部接入作为回路的总电容时，其最大的优点是调制信号对振荡频率的调变能力强，即调制灵敏度高，较小的调制度就能产生较大的相对频偏，但同时因温度等外界因素变化引起的载波频率不稳定也必然相对增加。为了克服上述缺点，采用变容二极管部分接入振荡回路的直接调频电路，此时由于变容二极管仅是回路总电容的一部分，因而调制信号对振荡频率的调变能力将比变容二极管全部接入时小，但因温度等变化引起的载波频率不稳定的情况却有较大改善，载波频率稳定度有较大提高。

变容二极管调频实验报告(高频电子线路实验报告)

变容二极管调频实验一、实验目的 1、掌握变容二极管调频电路的原理。 2、了解调频调制特性及测量方法。 3、观察寄生调幅现象，了解其产生及消除的方法。二、实验内容 1、测试变容二极管的静态调制特性。 2、观察调频波波形。 3、观察调制信号振幅时对频偏的影响。 4、观察寄生调幅现象。三、实验仪器 1、信号源模块1块 2、频率计模块1块 3、 3 号板1块 4、双踪示波器1台 5、万用表1块 6、频偏仪（选用）1台四、实验原理及电路 1、变容二极管工作原理调频即为载波的瞬时频率受调制信号的控制。其频率的变化量与调制信号成线性关系。常用变容二极管实现调频。变容二极管调频电路如图1所示。从P3处加入调制信号，使变容二极管的瞬时反向偏置电压在静态反向偏置电压的基础上按调制信号的规律变化，从而使振荡频率也随调制电压的规律变化，此时从P2处输出为调频波（FM）。C15为变容二级管的高频通路，L2为音频信号提供低频通路，L2可阻止外部的高频信号进入振荡回路。本电路中使用的是飞利浦公司的BB910型变容二极管，其电压-容值特性曲线见图12-4，从图中可以看出，在1到10V的区间内，变容二极管的容值可由35P到8P左右的变化。电压和容值成反比，也就是TP6的电平越高，振荡频率越高。

图2表示出了当变容二极管在低频简谐波调制信号作用情况下，电容和振荡频率的变化示意图。在（a ）中，U 0是加到二极管的直流电压，当u ＝U 0时，电容值为C 0。u Ω是调制电压，当u Ω为正半周时，变容二极管负极电位升高，即反向偏压增大；变容二极管的电容减小；当u Ω为负半周时，变容二极管负极电位降低，即反向偏压减小，变容二极管的电容增大。在图（b ）中，对应于静止状态，变容二极管的电容为C 0，此时振荡频率为f 0。因为LC f π21= ，所以电容小时，振荡频率高，而电容大时，振荡频率低。从图（a ）中可以看到，由于C-u 曲线的非线性，虽然调制电压是一个简谐波，但电容随时间的变化是非简谐波形，但是由于LC f π21= ，f 和C 的关系也是非线性。不难看出，C-u 和f-C 的非线性关系起着抵消作用，即得到f-u 的关系趋于线性（见图（c ））。

电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计

咼频实验报告（二） --- 电容三点式振荡器与变容二极管直接调频电路设计组员座位号16 __________________ i

实验时间__________ 周一上午 ________ 目录一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 2.1 电容三点式振荡器基本原理 (3) 2.2 变容二极管调频原理 (5) 2.3 寄生调制现象 (8) 2.4 主要性能参数及其测试方法 (9) 三、实验内容 (10) 四、实验参数设计 (11) 五、实验参数测试 (14) 六、思考题 (15) ii

实验目的 1. 掌握电容三点式LC 振荡电路的基本原理。 2. 掌握电容三点式LC 振荡电路的工程设计方法。 3. 了解高频电路中分布参数的影响及高频电路的测量方法。 4. 熟悉静态工作点、反馈系数、等效 Q 值对振荡器振荡幅度和频谱纯度的影响。 5. 掌握变容二极管调频电路基本原理、调频基本参数及特性曲线的测量方法。实验原理 2.1电容三点式振荡器基本原理电容三点式振荡器基本结构如图所示: 在谐振频率上，必有 X i + X 2 + X 3 =0,由于晶体管的 V b 与V c 反相，而根据振荡器的振荡条件|T| = 1，要求V be = — V ce ,即i X i = i X 2，所以要求 X i 与X 2为同性质的电抗。综合上述两个条件，可以得到晶体管 LC 振荡器的一般构成法则如下：在发射极上连接的两个电抗为同性质电抗，另一个为异性质电抗。原理电路如图3.2所示：图3.2原理电路共基极实际电路如图3.3所示: Xi ―I X 2 I — 图3.1电容三点式振荡器基本结构 C1 C2 图3.3共基极实际电路

变容二极管调频电路

变容二极管调频电路实现调频的方法很多，大致可分为两类，一类是直接调频，另一类是间接调频。直接调频是用调制信号电压直接去控制自激振荡器的振荡频率（实质上是改变振荡器的定频元件），变容二极管调频便属于此类。间接调频则是利用频率和相位之间的关系，将调制信号进行适当处理（如积分）后，再对高频振荡进行调相，以达到调频的目的。两种调频法各有优缺点。间接调频器间接调频的优点是载波频率比较稳定，但电路较复杂，频移小，且寄生调幅较大，通常需多次倍频使频移增加。对调频器的基本要求是调频频移大，调频特性好，寄生调幅小。调频器广泛用于调频广播、电视伴音、微波通信、锁相电路和扫频仪等电子设备直接调频的稳定性较差，但得到的频偏大，线路简单，故应用较广；间接调频稳定性较高，但不易获得较大的频偏。常用的变容二极管直接调频电路如图Z0916（a）所示。图中D为变容二极管，C2、L1、和C3组成低通滤滤器，以保证调制信号顺利加到调频级上，同时也防止调制信号影响高频振荡回路，或高频信号反串入调制信号电路中。调制级本身由两组电源供电。

对高频振荡信号来说，L1可看作开路，电源EB的交流电位为零，R1与C3并联；如果将隔直电容C4近似看作短路，R2看作开路，则可得到图（b）所示的高频等效电路。不难看出，它是一个电感三点式振荡电路。变容二极管D的结电容Cj，充当了振荡回路中的电抗元件之一。所以振荡频率取决于电感L2和变容二极变容二极管的正极直流接地（L2对直流可视为短路），负极通过R1接+EB，使变容二极管获得一固定的反偏压，这一反偏压的大小与稳定，对调频信号的线性和中心频率的稳定性及精度，起着决定性作用。

实验四变容二极管调频

实验四变容二极管调频一．实验目的 1、掌握变容二极管调频的工作原理。 2、学会测量静态特性曲线，理解动态特性的含义。 3、学会测量调频信号的频偏及调制灵敏度。 4、观察寄生调幅现象。二．实验原理 1、变容二极管调频原理所谓调频，就是把要传送的信息(例如语言、音乐)作为调制信号去控制载波(高频振荡)的瞬时频率，使其按调制信息的规律变化。设调制信号：υΩ(t)= VΩcosΩt，载波振荡电压为：a ( t ) = A o cosωo t 根据定义，调频时载波的瞬时频率ω(t)随υΩ(t)成线性变化，即 ω(t)= ωo + K f VΩcosΩt =ωo + ΔωcosΩt (4-1) 则调频波的数字表达式如下： a f (t) = A o cos(ωo t+ ΩΩ V K f sinΩt) 或a f (t) = A o cos(ωo t+ m f sinΩt) (4-2) 式中：Δω= K f VΩ是调频波瞬时频率的最大偏移，简称频偏，它与调制信号的振幅成正比。比例常数K f亦称调制灵敏度，代表单位调制电压所产生的频偏。式中：m f = K f VΩ/Ω= Δω/Ω =Δf / F 称为调频指数，是调频瞬时相位的最大偏移，它的大小反映了调制深度。如何产生调频信号？最简便、最常用的方法是利用变容二极管的特性直接产生调频波，其原理电路如图4-1所示。图4-1 变容二极管调频原理电路变容二极管C j通过耦合电容C1并接在LC N回路的两端，形成振荡回路总电容的一部分。因而，振荡回路的总电容C为： C = C N + C j(4-3) 加在变容二极管上的反向偏压为： V R = V Q(直流反偏)+υΩ(调制电压)+υo(高频振荡，可忽略)

四LC电容反馈式三点式振荡器

实验四 LC 电容反馈式三点式振荡器一、实验目的 1. 掌握LC 三点式振荡电路的基本原理，掌握LC 电容反馈式三点振荡电路的设计及电路参数计算； 2. 掌握振荡回路Q 值对频率稳定度的影响； 3. 弄清振荡器反馈系数不同时，静态工作电流EQ I 对振荡器起振及振幅的影响。二、预习要求 1. 弄清LC 振荡器的工件原理； 2. 分析图4-1电路的工作原理及各元件的作用，计算晶体管静态工作电流 EQ I 的最大值(设晶体管的β值为50)； 3. 电路中，1L =3.3h μ，若C =120pf , C '=680pf ,计算当T C =50pf 和T C =150pf 时振荡频率各为多少？三、仪器设备 1. 双踪示波器 1台 2. 高频电路实验学习机 1台 3. 万用表 1块 4. 实验板1G 1块四、实验内容及步骤实验电路见图4-1。实验前根据4-1所示原理图在实验板上找到相应器件及插孔并弄清其作用。 1. 检查静态工作点（1）在实验板＋12V 插孔上接入＋12V 直流电源，注意电源极性不能接反。

+12V 图4-1 LC电容反馈式三点式振荡器原理图（2）C、R、 T C不接，C'接（C'＝680pf），用示波器观察振荡器停振时的情况（此时用示波器观察应为一条直线）。注意：连接C'的导线要尽量短。（3）改变电位器 P R（0～47KΩ），用万用表测得晶体管V的发射极工作电压 EQ U， EQ U可连续变化，记下 EQ U的最大值 max EQ U，计算 max EQ I的值，填入表4.1中。表4.1 其中：max max 4 EQ EQ U I R =（已知 4 R=1KΩ）。 2.振荡频率与振荡幅度的测试

电容三点式振荡电路

电容三点式振荡电路的分析与仿真摘要：自激式振荡器是在无需外加激励信号的情况下，能将直流电能转换成具有一定波形、一定频率和一定幅值的交变能量电路。正弦波振荡器的作用是产生频率稳定、幅度不变的正弦波输出。基于频率稳定度、反馈系数、输出波形、起振等因素的综合考虑，本设计采用的是电容三点式振荡器。关键词：电容三点式、multisim、振荡器引言：不需外加输入信号，便能自行产生输出信号的电路称为振荡器。按照产生的波形，振荡器可以分为正弦波振荡器和非正弦波振荡器。按照产生振荡的工作原理，振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器。所谓反馈式振荡器，就是利用正反馈原理构成的振荡器，是目前用的最广泛的一类振荡器。所谓负阻式振荡器，就是利用正反馈有负阻特性的器件构成的振荡器，在这种电路中，负阻所起的作用，是将振荡器回路的正阻抵消以维持等幅振荡。反馈式振荡电路，有变压器反馈式振荡电路，电感三点式振荡电路，电容三点式振荡电路和石英晶体振荡电路等。本次设计我们采用的是电容三点式振荡电路。

设计原理： 1、电容三点式振荡电路（1）线路特点电容三点式振荡器的基本电路如图（1）所示。与发射极连接的两个电抗元件为同性质的容抗元件C2和C3；与基极和集电极连接的为异性质的电抗元件L。它的反馈电压是由电容C3上获得，晶体管的三个电极分别与回路电容的三个端点相连接，故称之为电容反馈三端式振荡器。电路中集电极和基极均采取并联馈电方式。C7为隔直电容。图（1）（2）起振条件和振荡频率由图可以看出，反馈电压与输入电压同相，满足相位起振条件，这时可以调整反馈系数F，使之满足A0F>1就可以起振。

变容二极管调频电路

摘要调频广播具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。调频电台的频带通常大约是200～250kHz，其频带宽度是调幅电台的数十倍，便于传送高保真立体声信号。由于调幅波受到频带宽度的限制，在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾，因此音频信号的频率局限于30～8000Hz的范围内。在调频时，可以将音频信号的频率范围扩大至30～15000Hz，使音频信号的频谱分量更为丰富，声音质量大为提高。目前，变容二极管直接调频电路是目前应用最广泛的直接调频电路，它是利用变容二极管反向所呈现的可变电容特性实现调频的，具有工作频率高固有损耗小等特点。现有的对于调频电路的研究与仿真主要集中在锁相环电路，变容二极管直接调频电路研究较少，对于变容二极管静态调制特性的研究更是几乎无人涉及。变容二极管为特殊二极管的一种。当外加顺向偏压时，有大量电流产生，PN（正负极）接面的耗尽区变窄，电容变大，产生扩散电容效应；当外加反向偏压时，则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生，所以在应用上均供给反向偏压。在变容二极管直接调频电路中，变容二极管作为一压控电容接入到谐振回路中，有所学的正弦波振荡器章节中，我们知道振荡器的振荡频率由谐振回路的谐振频率决定。因此，当变容二极管的结电容随加到变容二极管上的电压变化时，由变容二极管的结电容和其他回路元件决定的谐振回路的谐振频率也就随之变化，若此时谐振回路的谐振频率与加到变容二极管上的调制信号呈线性关系，就完成了调频的功能，这也是变容二极管调频的原理。关键词：LC振荡电路、变容二极管、调频

1.设计要求（1）主振频率=8MHZ （2）频率稳定度/≤0.0005/h （3）主振级的输出电压（4）最大频偏（5）电源电压= 5V 2.电路原理分析变容二极管为特殊二极管的一种。当外加顺向偏压时，有大量电流产生，PN（正负极）接面的耗尽区变窄，电容变大，产生扩散电容效应；当外加反向偏压时，则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生，所以在应用上均供给反向偏压。变容二极管直接调频电路由于变容二极管的电容变化范围大，因而工作频率变化就大，可以得到较大的频偏，且调制灵敏度高、固有损耗小、使用方便、构成的调频器电路简单。在变容二极管直接调频电路中，变容二极管作为一压控电容接入到谐振回路中，有所学的正弦波振荡器章节中，我们知道振荡器的振荡频率由谐振回路的谐振频率决定。因此，党变容二极管的结电容随加到变容二极管上的电压变化时，由变容二极管的结电容和其他回路元件决定的谐振回路的谐振频率也就随之变化，若此时谐振回路的谐振频率与加到变容二极管上的调制信号呈线性关系，就完成了调频的功能，这也是变容二极管调频的原理。 3.电路设计 3.1 主振电路设计本文中所用电路采用常见的电容三点式振荡电路实现LC振荡，简便易行。式中，L为LC振荡电路的总电感量，C为振荡电路中的总电容，主要取决于C3、C7、C8、Cc1及变容二极管反偏时的结电容Cj。，变容二极管电容Cj作为组成LC振荡电路的一部分，电容值会随加在其而端的电压的变化而变化，从而达到变频的目的。R4、R5、R6、R7和W2调节并设置电容三点式振荡器中T1管的静态工作点，R8、R9、R10调节并设置T2管的静态工作点，C7、C9、C10以及L4、

变容二极管直接调频电路要点

2012 ~2013学年第1 学期《高频电子线路》课程设计报告题目：变容二极管直接调频电路的设计专业：电子信息工程班级： 10信息（2）班电气工程系 2012年12月17日

1、任务书课题名称变容二极管直接调频电路的设计指导教师（职称）执行时间2012~2013学年第二学期第16 周学生姓名学号承担任务设计目的1．原理分析及电路图设计 2．用相关仿真软件画出电路并对电路进行分析与测试设计要求(1)输入1KHz大小为200Mv的正弦电压（也可以用1KHz的方波）； (2)主振频率为f0大于15MHz； (3）最大频偏△fm= 20KHz。

变容二极管直接调频电路的设计摘要调频电路具有抗干扰性能强、声音清晰等优点，获得了快速的发展。主要应用于调频广播、广播电视、通信及遥控。调频电台的频带通常大约是200～250kHz，其频带宽度是调幅电台的数十倍，便于传送高保真立体声信号。由于调幅波受到频带宽度的限制，在接收机中存在着通带宽度与干扰的矛盾，因此音频信号的频率局限于30～8000Hz的范围内。在调频时，可以将音频信号的频率范围扩大至30～15000Hz，使音频信号的频谱分量更为丰富，声音质量大为提高。变容二极管调频电路是一种常用的直接调频电路，广泛应用于移动通信和自动频率微调系统。其优点是工作频率高，固有损耗小且线路简单，能获得较大的频偏，其缺点是中心频率稳定度较低。较之中频调制和倍频方法，这种方法的电路简单、性能良好、副波少、维修方便，是一种较先进的频率调制方案。本课题载波由LC电容反馈三端振荡器组成主振回路，振荡频率有电路电感和电容决定，当受调制信号控制的变容二极管接入载波振荡器的振荡回路，则振荡频率受调制信号的控制，从而实现调频。关键字：变容二极管；直接调频；LC振荡电路。

高频课设报告---通信电子线路课程设计——电容三点式正弦波振荡器

目录一课程设计目的 (2) 二课程设计题目 (2) 三课程设计内容 (2) 3.1 仿真设计部分 (2) 3.1.1设计方案的选择 (2) 3.1.2振荡器的原理概述 (3) 3.1.3方案对比与选择 (5) 3.1.4电路设计方案 (7) 3.1.5元器件的选择 (9) 3.1.6电路仿真 (9) 3.1.7元器件清单 (12) 3.2系统制作和调试 (13) 3.2.1系统结构 (13) 3.2.2系统制作 (15) 3.2.3调试分析 (16) 四课后总结和体会 (17) 参考文献 (17)

一课程设计目的《高频电子线路》课程是电子信息专业继《电路理论》、《电子线路(线性部分)》之后必修的主要技术基础课，同时也是一门工程性和实践性都很强的课程。课程设计是在课程内容学习结束，学生基本掌握了该课程的基本理论和方法后，通过完成特定电子电路的设计、安装和调试，培养学生灵活运用所学理论知识分析、解决实际问题的能力，具有一定的独立进行资料查阅、电路方案设计及组织实验的能力。通过设计，进一步培养学生的动手能力。二课程设计题目 1、模块电路设计（采用Multisim软件仿真设计电路） 1）采用晶体三极管或集成电路，场效应管构成一个正弦波振荡器； 2）额定电源电压5.0V ，电流1～3mA; 输出中心频率 6 MHz （具一定的变化范围）； 2、高频电路制作、调试

LC 高频振荡器的制作和调试三课程设计内容 3.1 仿真设计部分 3.1.1设计方案的选择电容反馈式振荡电路的基本电路就是通常所说的三端式（又称三点式）的振荡器，即LC 回路的三个端点与晶体管的三个电极分别连接而成的电路，如图2-0 所示。由图可见，除晶体管外还有三个电抗元件X1、X2、X3，它们构成了决定振荡器频率的并联谐振回路，同时构成了正反馈所需的网络，为此根据振荡器组成原则，三端式振荡器有两种基本电路，如图2-0所示。图2-0中X1和X2为容性，X3为感性，满足三端式振荡器的组成原则，反馈网络是由电容元件完成的，称电容反馈振荡器电容反馈式振荡电路的设计及原理分析电路由放大电路、选频网络、正反馈网络组成。总体设计方案框图如下： V 0 图2-1 三端式振荡器基本电路

电容三点式振荡器电路设计与实现

郑州轻工业学院本科通信电子线路课程设计总结报告设计题目：电容三点式振荡器电路设计与实现学生姓名：赵玉春系别：计算机与通信工程学院信息与通信工程系专业：通信工程班级：08级1班学号：58号指导教师：曹瑞、黄敏 2010年12月25日

郑州轻工业学院课程设计任务书题目：电容三点式振荡器电路设计与实现专业、班级通信工程08-1学号 58姓名赵玉春主要内容、基本要求、主要参考资料等： 1、主要内容 1) 焊接振荡器电路板。 2) 通过LC振荡器和晶体振荡器输出的波形，对比分析LC振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。 2、基本要求元器件排放错落有致，节点焊接正确，设计结构设合理，实验数据可靠，结果输出稳定。 3、主要参考资料 [1]张启民编著．通信电子线路．西安：西安电子科技大学出版社，2004． [2]董尚斌等编．通信电子线路．北京：清华大学出版社，2007. [3]顾宝良编著．通信电子线路教程．北京：电子工业出版社，2007．完成期限：2010年12月25日指导教师签名：课程负责人签名： 2010年12月25日

目录 1、设计题目 (4) 2、设计内容 (4) 3、设计思路 (4) 4、设计原理 (4) 5、运行结果 (9) 6、实验体会 (10) 7、参考文献 (11)

一：设计题目：电容三点式振荡器电路设计与实现二：设计内容： 1) 振荡器电路板的设计与焊接。 2) 调节LC振荡器和晶体振荡器中静态工作点，并了解反馈系数及负载对振荡器的影响。 3) 测试、分析比较LC振荡器与晶体振荡的稳定状况。三：设计思路：焊接一个符合电容三点式的电路板，电路板上包含有LC振荡电路和集体震荡器震荡电路。焊接好电路板之后，调节LC振荡器和晶体振荡器的静态工作点。观察LC振荡器和晶体振荡器的波形图，同时对LC振荡器和晶体振荡器所产生的波形图进行对比分析。四：设计原理：本次实验首先需要焊接电路板，在焊接电路板时需要注意一些节点的焊接，同时避免焊接时出现短路现象。本次实验验中振荡器包含电容反馈LC三端振荡器和一个晶体振荡器。振荡电路主要由振荡回路模块、偏置电路模块、输出缓冲电路模块组成。它选择主要是根据所给定的工作频率（或工作频段）频率稳定度的要求。因为设计的电路要求是高频信号，故选择LC振荡电路或晶体振荡电路，现在分别应用这两种电路，分别比较它们的频稳性。 1) 三点式震荡电路的基本模型

变容二极管调频实验

变容二极管调频实验和电容耦合相位鉴频器实验一实验目的 1. 进一步学习掌握频率调制相关理论。 2. 掌握用变容二极管调频振荡器实现FM 的电路原理和方法。 3. 理解变容二极管静态调制特性、动态调制特性概念并掌握测试方法。 4. 进一步学习掌握频率解调相关理论。 5. 了解电容耦合回路相位鉴频器的工作原理。 6. 了解鉴频特性（S 形曲线的调试与测试方法）。二、实验使用仪器 1．变容二极管调频振荡电路实验板 2．100MH 泰克双踪示波器 3. FLUKE 万用表 4. 高频信号源 5. 电容耦合相位鉴频器实验板三、实验基本原理与电路（一）变容二极管调频电路 R4 R6 R5 R3 T1 C9 RW2 C7 C6 C4* C5* CV1 L C2* R8 R10 T2 C10 C13 C12 R11 LED +12 K D R2 R1 RW1 C1 R9 C8 R7 J2 C3* TP1 变容二极管调频 J1 RW3 IN1 OUT TP2 C11 A6-0808 电路原理：晶体管T1构成了电容三点式振荡电路，其中电容C6,C7是正反馈电容，反馈系数等于6 67 +C F C C ，晶体管的基极接了一个电容C9到地，因此晶体管构成共基极组态的放大

电路。其中电阻RW2，R3，R4是基极的直流偏置电阻，电阻R53决定晶体管的集电极电压，电阻R6决定晶体管的射极静态的直流电流Ie 。电容满足675,C C C >>，可变电容CV1和电感L 相并联，改变可变电容CV1,可改变振荡频率。电容C2也是一个小电容，当跳线J1连接上后，变容二极管D （型号为BB910）就接入振荡电路中，滑动变阻器RW1和电阻R1构成分压电路，为变容二极管D 提供直流反偏电压，改变滑动变阻器RW1抽头位置可以改变变容二极管D 的直流反偏电压。电阻R2是隔离电阻，通常取R2》R1，在实验中可以取300K Ω以上。电容C3是已知电容值的固定电阻，当跳线J2连接上，跳线J1断开时，振荡回路的振荡频率固定，电容C3是为测量变容二极管的结电容提供帮助的。调制信号从IN1输入，电容C1是输入隔直电容。电容C11是一个小电容，对高频振荡信号相当于短路，对低频调制信号相当于开路，从而保证低频调制信号可以加在变容二极管D 的两端，而振荡回路中的高频信号不会反射到低频调制信号输入端。振荡信号从晶体管的射极引出，后一级晶体管构成共射极电压放大，起到隔离和缓冲的作用。（二）电容耦合相位鉴频器电路 C1 R2 T C8 R5 LED1 +12 C7 R4 R8 R3 C3 C2 CV1 L1 C4 C5L2 CV2 CV3 D3 D4 R6 R7 C6 RW1 D2D1 R1 电容耦合相位鉴频 K TP2INT TP4 OUT TP1 TP3 A7-0808 本实验采用的是相位鉴频器。相位鉴频器是利用回路的相位-频率特性来实现调频波变换为调幅调频波的。它是将调频信号的频率变化转换为两个电压之间的相位变化，再将这相位变化转换为对应的幅度变化，然后利用幅度检波器检出幅度的变化。相位鉴频器由频相转换电路和鉴相器两部分组成。输入的调频信号经正、反向并联二极管D1、D2限幅之后，加到放大器T 的基极上。放大管的负载是频相转换电路，该电路

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