RC相移式振荡器

RC相移式振荡器 高频电子线路 课程 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 题 目: RC相移式振荡器 院(系、部): 机电工程学院 学 生 姓 名: 指 导 教 师: 2014年 12月 日 摘要 摘 要 振荡器包括RC振荡器、LC振荡器等几大类型，由于LC振荡器的振荡频率反比于LC乘积的平方根,所以当要求产生低频信号时,LC回路所需的电感和电容的数值将很大,致使震荡器的体积和造价增加,但是RC振荡器结构简单，启动时间短及体积小，成本低等特点，特别适用于低频信号(1HZ~1MHZ)，因此在低频段一般都采用RC振荡器。常用的RC振荡器有RC文氏电桥震荡器和RC移相振荡器，本次设计针对RC相移式振荡器。 通过查书、查相关资料、并对RC相移振荡器参数进行计算，初步熟-悉并掌握其设计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 。本电路主要由电阻、电容组成的超前移相电路、移相电路和放大器三部分组成。RC相移振荡器输出频率不仅与移相元件参数有关，还与反馈电阻元件有关。 关键词: RC相移电路;RC相移振荡器 ;振荡条件;振荡频率 I 目录 目 录 摘 要....................................................................错 误～未定义书签。 1设计任务及要 求..........................................................III 1.1设计任务及技术指标................................................III 1.2 设计要求.........................................................III 2 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 论 证...............................................................III 3 单元电路设计...........................................................3 4 电路原理图.............................................................8 5 PCB版图................................................................9 6 RC相移振荡器的仿真.....................................................10 7 输出幅度、准确度、稳定度................................................11 8 总结...................................................................11 9附录及参考文献 .........................................................12 II 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 1 设计任务及要求 1.1 设计任务及技术指标 设计一个RC相移振荡器 RC相移振荡器的主要技术指标:电源电压为12V,振荡频率为6.5KHz ，输出幅度为2.05V, 准确度为0.066，稳定度为0.036. 1.2 设计要求 1 . 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案。 2 .确定合理的总体方案。以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是采用左进右出的规律摆放各电路。 2 方案论证 不同频率的正弦波电压通过RC电路时，输出端的电压幅度和相位都与输入端不同。图一画出了简单的超前相移电路。对于图一所示的RC网络来说，其在输入端加入电压，则在R两端得到输出电压。由于相角超前于,故称为超前相移网络，或称vvvviooi 高通滤波网络。 图一 题目:LC选频网络振荡器 第1页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 oo 随着频率的改变，单节RC电路中所产生的相移在0~90之间变化，但最大相移不 oo超过90，如果放大器在相当宽的频率范围内，为180，反馈网络还必须使通过它的,Ao某一特定频率的正弦电压再移相180才能满足自激振荡的相位平衡条件 o，,2n,(n,0，1,2,3...)()。因此，一节RC电路最大相移不超过90，不能满足自,,AFo激振荡相位平衡条件。若两节RC电路最大相移虽可接近180，但此时频率必须很低，从而容抗很大，致使输出电压接近于零，又不能满足振荡的幅度平衡条件()。A,F,1,,o所以实际上要用三节RC电路来实现移相180，才能满足振荡条件()。所以设计A,F,1如下RC相移振荡器电路图。 图二 RC相移振荡电路 题目:LC选频网络振荡器 第2页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 3单元电路设计与参数计算 (1) ?RC超前移相电路 图三 设电压传输系数为F，则超前电路有: RjwRCuo F,,,11，jwRCuiR，jwc wRCF,故 2，，1，wRC ,,-arctanwRC ,F2 ?采用超前移相网络组成的超前RC移相振荡器如图四，其中、、和构CRRRb1b2ce 成分压式偏置电路，为集电极负载，为输出耦合电容。 CRce 1hfe,R由于晶体管低频工作时有 、，若,并忽略和,,yyyRRbcoeiefehhieie (=?)，则有: RRRbb1b2 题目:LC选频网络振荡器 第3页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 1 ,UIffhie 1，jwC1Ifhie ,，,(1，),UUUUfff1jwcjwCjwChhieie 1，jwCjwCR，1，jwCUfhhUieie1,，,，,UUIIfff1RjwRCjwRChhhieieie jwCRjwCjwC，1，hhIieie1,，,，UUUU221ffjwCjwCjwCR，，hhieie 2jwCRjwCjwCR，，2，1，，hhieie,U2f，，jwCRhie 2jwCRjwCjwCRjwCjwCR，，，1，2，1，，hhhUieieie2 ,，,，UU2II21ffRjwCR，，jwCRhhieie22jwCRjwCRjwCRjwC，，，，，3，2，1，hhieie, U2f，，jwCRhie I2,， UU32jwC 22jwCRjwCRjwCRjwC，，，，，3，2，1，hhieie, ， U3f2，，jwCRhie 2jwCRjwCjwCR，，2，1，，hhieie U2f，，jwCRhie 2233jwCRjwCRjwCRjwCjwCR，，，，，，3，4，3，1，，hhhieieie, U3f2，，jwCRhie 所以， 题目:LC选频网络振荡器 第4页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 hfeU3,,，UI2iRhie 32322jwCRjwCRjwCRjwCRjwCRjwC，，，，，，，，，6，3，5，4，1，hhhieieie,U3f，，jwCRhie Uf AF, Ui 3wCR，，, (?) h3232je2，，，，，，，，,wCR，6jwCR,3wCR，5wCR，4jwCR,j，wChhhieieie为满足振荡的相位条件，(1)式中分母中的虚部应为零，即: 22 ，，，，6wCR，4wCR,1,0hie 解之得振荡角频率: 1, wosc hieRC6，4R R,,如果选择，则 hie 1, (?) woscRC6 将?式结果代入?式中，得振幅起振条件: ,29 hfe 可见，组成这种振荡器的晶体管的不得小于29，该振荡器的振荡频率与RC的hfe 乘积成反比，因此要改变振荡频率，应同时改变三节移相振荡电路的参数 (2)直流电路分析 题目:LC选频网络振荡器 第5页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 电路中的电阻Rb1和Rb2构成T的分压式偏置电路，Rc是T集电极负载电阻，Re是T发射极电阻，T具备处于放大状态的直流电路工作条件。T工作在放大状态下，这是一个振荡器所需的。 静态工作点 3，，V1212，10，CCRR10bb22 ,,V,1.19V ,,Q3VB，，，，10，91，,,RRRRbbbb121210，， (3)正反馈电路分析 如果在基本放大电路输入端外接一定频率，一定幅度的正弦信号, Xa经过基本放大电路放大和反馈网络传输后，在反馈网络的输出端得到信号，如果Xf 和大小相等，相位相同，那么就可以不用外接信号，也可以得到同样的输XXXaaf 出，即电路产生振荡，此时有。 ,XXaf 无论是什么类型的振荡器，必须存在正反馈环节，共发射极放大器具有反相的作用， o即输出信号电压与输入信号电压之间相位差为180，如若对放大器的输出信号再移相 oo180后加到放大器的输入端，那么就移相了360，这样反馈回来的信号与输入信号之间 o是同相的关系，就是正反馈了。这后180的相移要靠RC移相电路来实现。 电路中，电容Cl和电阻Rl构成第一带RC超前移相式电路，C2与R2构成第二节RC移相电路，C3和放大器输入电阻(由Rb1、 Rb2和T的输入电阻并联)构成第三节RC移相电路。 oo 这三节RC移相电路对信号移相180，加上T共发射极放大器本身的180移相，使T集电极经三节RC移相电路后加到T基极上原信号相位与基极上原信号相位相同，所以这是正反馈过程，满足相位正反馈条件。 题目:LC选频网络振荡器 第6页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 (4)振荡过程分析 设振荡信号相位在T基极为正，经T倒相放大(T接成共发射极放大器，其集电极 o信号电压与基极信号电压相位相反)后，再加入三节RC移相电路，被移相180，使反馈信号电压与T基级上输入信号电压同向。如下图所示符合振荡的相位条件，即三极管 oooT移相180，三节RC移相电路累计移相180，这样共移相360，成为正反馈。 图四 同时，T本身具有放大能力，这样又符合幅度条件，振荡器便能振荡。振荡信号是从T集电极输出，通过耦合电容C0送出振荡器。 。。三节RC移相电路的相移量不等于180，或大于或小于180，这样都不能满足振荡的相位条件，也就是只有频率为fo的信号才能发生振荡。在这种振荡器中，当 题目:LC选频网络振荡器 第7页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 四节,且远大于T放大器输入电阻时，这一振荡器的频率由,,,CCCRR12123 下式决定 11 ,,,6.5kHZf03,6,26，2，3.14，6，10，，0.01，CR111010 RC相移式振荡器的振荡频率一般低于200KHZ。 4 电路原理图 图五总原理图 题目:LC选频网络振荡器 第8页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 5 PCB版图 图六 PCB版图 图七 3D PCB版图 题目:LC选频网络振荡器 第9页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 6 RC相移振荡器的仿真 图八 仿真图 图九 波形图 题目:LC选频网络振荡器 第10页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 7 输出幅度、准确度、稳定度 根据仿真结果计算振荡频率的准确度和稳定度，准确度即为实际值和计算值的比 实际-理想(6.5-5.9)k,HZ,0.102值，仔细观察计算振荡波形，准确度A=,准确度 理想5.9k 实际-理想(6.5-6.1)k,HZ,0.066B=计算稳定度时，选取两个时刻分别计算振荡频率理想6.1k 并计算差值从而计算稳定度，为了精确，应该选取尽量长的时间段来进行计算，稳定度C=0.102-0.0660.036.输出幅度可由图只比例为1v/Div，峰-峰值为4,1V，则输出幅度为2.05V。 8 总结 在做这个设计之前，我首先查阅了大量资料，了解了RC相移振荡器的基本模型，及公式算法。通过这次课程设计，加强了动手、思考和解决问题的能力。在整个课程设计过程中，通过实际的操作，调试，对RC相移振荡器有了更深入的了解。该RC相移振荡器是用一个放大器和移相反馈网络组成的，如果放大器在相当宽的频率范围内的相角为180度，反馈网络还必须使它通过它的某一特定频率的正弦电压再移相180度，才能满足自激振荡的相位平衡条件，一节RC相移电路最大相移不超过90度，不能满足相位平衡条件，两节RC电路最大相移虽可接近180度，但是此时的频率必须很低，从而容抗很大，致使输出电压接近于0V,又不能满足自激振荡的幅度平衡条件，所以至少要用三节RC电路来实现180度的相移来满足振荡条件。 实践是对课本上知识的巩固，通过实践我们加深了对知识的理解。另外，通过在网上查阅资料，发现了自身的不足，了解到自身的水平十分有限，需要学习的地方还很多，有很多知识需要自己去拓展，同时也需要更多的实践来完善我们对知识的理解。 从理论到实践，在整整5天的日子里，遇到了一些困难和问题，都需要自己去解决，但是可以学到很多很多的的东西，这些东西都是课本所不能学到的，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我 题目:LC选频网络振荡器 第11页，总12页 河北科技师范学院电子信息工程本科2012级《高频电子线路》课程设计 懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。 附录及参考文献 参考文献 [1]《高频电子线路》主编:张肃文 出版社:高等教育出版社 2004年第四版317页~323页 [2]《高频电子线路》主编:胡宴如 出版社:高等教育出版社 2004年第二版79页~82页 [3]《高频电子线路》主编:莫怀忠 出版社:化学工业出版社 2002年 87页~92页 附录 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 格一 材料清单 元件序号 型号 主要参数 数量 R1 10KΩ 1 R2 10KΩ 1 C1 0.01µF 1 C2 0.01µF 1 C3 0.01µF 1 Ce 100 µF 1 C0 10 µF 1 Rb1 91KΩ 1 Rb2 10KΩ 1 R0 10KΩ 1 Re 2KΩ 1 T 2N3904 1 题目:LC选频网络振荡器 第12页，总12页