摘要
本设计介绍了以电容三点式振荡器为基础，以变容二极管为核心的LC正弦波压控振荡器的设计过程。电路中选频网络由电感L和电容C组成，为了达到振荡频率变化范围，使用了变容二极管，同时振荡电路的晶体管2SC1815具有放大作用，从而使电路能够得到足够的放大效果，更好的观察输出结果。又由于负载的变动，会影响到振荡频率。因此，经由缓冲放大器后再与负载连接。所以这里又使用了缓冲放大器为使用高输入阻抗的射随器。系统采用了控制电压从而改变电容的方法，即改变变容二极管两端电压从而控制电容的方法，最后实现LC正弦波振荡器的基本功能。设计中主要用到了多种方法的论证与比较，最后选择其中的比较合适的电路进行实际的设计，因此可以使设计方案得到更优的完善，且得到设计预期的结果。
关键词：电容三点式振荡器，变容二极管，2SC1815。
I
Abstract
The design introduced to the inductive three-point oscillator as the basis, the core varactor VCO LC sine wave design process. Selected frequency network circuit inductor L and capacitor C by the composition, in order to achieve the oscillation frequency range, the use of varactor diodes, transistors 2SC1815 oscillation circuit also has a zoom function, so that the circuit can be enlarged enough to effect a better observation of the output results. Also, because the load changes, will affect the oscillation frequency. Therefore, through the buffer amplifier and then connected with the load. So here they use the buffer amplifier with high input impedance for the emitter-follower. System uses a control voltage to change the capacitance method, which changes the voltage across the varactor diode to control the capacitance method, the final realization of the basic functions of LC sinusoidal oscillator. Design of the main arguments used in a variety of methods and comparison, the final choice of which circuit is more suitable for practical design, the design can be better improved, and by design the desired results. Keywords: inductive three-point oscillator, varactor, 2SC1815.
II
1绪论
在通信技术等领域，正弦波振荡器应用非常广泛，如发射机中正弦波振荡器提供指定频率的载波信号，在接收机中作为混频所需的本地振荡信号或作为解调所需的恢复载波信号等。另外，在自动控制及电子测量等其他领域，正弦波振荡器也有广泛的应用。因此，研究正弦波振荡器的发生原理很有意义。
常见的正弦波振荡器按工作原理可分为反馈型振荡器和负阻型振荡器等；根据选频网络所使用的元件可分为LC振荡器、晶体振荡器、RC振荡器等。
着眼于无线通信基础电路的研究，了解并掌握一定的LC振荡器显得很有必要。本设计在分析了电容三点式振荡器、电感三点式振荡器及改进型电容反馈型振荡器后，分析出通过电压变化控制正弦波频率变化的方案。正弦波压控振荡器正式基于这个原理产生的，所以本次设计在正弦波振荡器的改进基础上更进一步加深并拓展了LC振荡电路的应用。本次设计的核心部分变容二极管也是在研究分析后通过仿真进行确定的，在考虑了变容二极管的性能后选定合适的型号。
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2 原理分析及方案选择
2.1 VCO原理分析
在LC振荡器决定振荡频率的LC回路中，使用电压控制电容器（变容管），可以在一定的频率范围内构成电调谐振荡器。这种包含有压控元件作为频率控制器件的振荡器成为压控振荡器。它还广泛用于频率调制器、锁相环路，以及无线电发射机和接收机中。
在压控振荡器中，振荡频率应只随加在变容管上的控制电压而变化，但在实际电路中，振荡器也加在变容二极管两端，这使得振荡频率在一定程度上也随振荡幅度而变化，这是不希望的。为了减小振荡频率随振荡幅度的变化，应尽量减小振荡器的输出振荡电压幅度，并使变容管工作在较大的固定直流偏压（如大于1V）上。下图给出了压控振荡器线路原理图，这是一个电容反馈式振荡器。决定频率的回路元件为L1、C1、C2和变容二极管D1所呈现的电容Cj。
图2.1 压控振荡器线路
压控振荡器的主要性能指标为压控灵敏度和线性度。压控灵敏度定义为单位
?f控制电压引起的振荡频率的变化量，用S表示，即：S?
?u
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下图示出了一压控振荡器的频率—控制电压特性，一般情况下，这种特性是非线性的，非线性程度与变容二极管变容指数及电路形式有关。
ff00U图2.2 压控振荡器的频率与控制电压关系
2.2方案选择
2.2.1 LC振荡器组成原则
基本电路就是通常所说的三端式的振荡器，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，如下。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频率的并联谐振回路，同时也构成了正反馈所需的反馈网络，为此三者必须满足一定的关系。 .
Ic＋.UbX2V－－.IX3.UcX1＋图2.3三点式振荡器原理图
根据谐振回路的性质，谐振时回路应呈纯电阻性，因而有
X1?X2?X3?0
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高频课程设计-正弦波电容三点式振荡器-精品
