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实验报告四 改进型电容三点式正弦波振荡器仿真

班级：通信162班 姓名：曾华兆 学号：6110116078 实验日期：2018.12.3

一、实验目的

1、 掌握改进型电容三点式正弦波振荡器电路的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。

2、 通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。

3、 研究外界条件（温度、电源电压、负载变化）对振荡器频率稳定度的影响。

二、实验内容

1、 熟悉克拉泼振荡器与西勒振荡器模块各元件及其作用。

三、实验原理与分析

1.克拉泼振荡器仿真

克拉泼振荡器仿真电路如图1所示。与普通电容三点式振荡电路比较，仅是在谐振回路电感支路中串接了一个电容C4.由于C4<

由此可见,比晶体管极间电容大很多的C2、C3对振荡频率f0的影响显著减小,故与C2联的晶体管极间电容对振荡频率f0的影响也就很小,振荡频率的稳定度也就提高。但接入C4后,晶体管的等效负载减小,放大器的放大倍数下降,振荡器输出信号幅值减小,且C4愈小,放大倍数愈小。若C4过小,振荡器将因不满足振幅起振条件而停止振荡。该振荡电路仅适用于频率调节范围很小的振荡器。

运行仿真,用频率计检测的振荡器输出信号频率如图2所示,用示波器检测的振荡器输出信号电压波形如图3所示，用瞬态分析功能检测的振荡器起振瞬间的输出信号电压波形如图4所示。依据图1所示的电路参数,理论估算振荡频率约为15.92MHz,仿真检测频率约为16.658Mhz。这是由于理论估算忽略了晶体管极间电容和C2、C3对振荡频率的影响以及测量误差所致。另外,为了满足高频振荡需要、减小误差,可双击品体管电路符号,单击其数值下拉菜单中的编辑模型选项,查看晶体管的电路模型技术参数,选择极间电容较小的管型。

图1

图2

图3

图4

2.西勒振荡器仿真

在图1所示的克拉泼振荡电路中,C4取值减小会导致放大器的放大倍数减小，为了改善这个问题,有西勒( Seiler)振荡器仿真电路如图5所示。图中,一般取C4和C5为同一数量级,改变振荡频率调节电容C5时,因C4固定不变,对放大器的放大倍数影响不大,从而可以保持振荡幅度的稳定。当C4<

运行仿真,有用频率计检测的振荡器输出信号频率如图6所示,有用示波器检 测的振荡器输出信号电压波形如图7所示。依据图5所示的电路参数C4=10 pF和C5=2pF,有理论估算振荡频率约为14.529MHz,仿真检测频率约为14.714MHz。这是由于理论估算忽略了品体管极间电容和C2、C对振荡频率/的影响以及测量误差所致。仿真检测输出电压信号的幅值Vom≈8.092V。

图5

图6

图7

保持图5所示电路中的全部参数不变,只改变C5=10pF,如图8所示。运行仿真,仿真测得:Vom≈8.20V,如图9所示;fo=11.331MHz,如图10所示。

图8