课程设。lc振荡器的设计。
摘要。振荡器是一种不需要外加激励、电路本身就能自动将直流能量转换成具有某种波形的交流能量的装置，又称自激振荡器。
lc振荡电路，是指用电感l、电容c组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号，常见的lc正弦波振荡电路有变压器反馈式lc振荡电路、电感三点式lc振荡电路和电容三点式lc振荡电路。lc振荡电路的辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的，要让lc振荡电路向外辐射足够强的电磁波，必须提高振荡频率，并且使电路具有开放的形式。我在本次实验中采用西勒（seiler)电路，并进一步的对此电路进行改进。
在本次试验中，我利用multisim软件实现了lc振荡器电路的**。
关键词： 高频； lc正弦波振荡器；西勒电路；multisim
振荡器的幅度不能无限低增长下去（晶体管非线性所致），当达到某数值时，振荡器将保持输出幅度不变，这时必有放大器的增益将随之下降，振荡幅度越大，增益下降越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大而进入平衡状态。
由于放大器开环电压增益和反馈系数的表示式分别为放大器的增益将随之下降，振荡幅度越大，增益下降越多，最后当反馈电压正好等于原输入电压时，振荡幅度不再增大而进入平衡状态。
由于放大器开环电压增益和反馈系数的表示式分别为。
且振荡器进入平衡状态后，此时根据式（1-1）可得反馈振荡器的平衡条件为。
式中，、分别为电压增益的模和相角；、分别为反馈系数的模和相角。
式（1-2）又可分别写为。
n=0，1，21-4）
式（1-3）和（1-4）分别称为反馈振荡器的振幅平衡条件和相位平衡条件。
1.3起振条件。
振荡电路在刚接通电源时，晶体管中电流必将从零跃变到某一数值，同时，电路中存在着各种噪声，它们都具有很宽的频谱。由于放大器负载回路的选频作用，其中只有某个频率分量（由选频回路决定）才能通过反馈网络加到放大器的输入端，这就是振荡器最初激励信号viovi经过放大器的放大、选频、反馈，得到，只要与同相位，且||>就增大。再经过放大、选频、反馈、再放大这样多次循环，尽管最初激励信号电压很小，最终将得到幅度足够大的正弦波。
n=0，1，21-5
式（1-2）只说明振荡器满足了平衡条件，但没有说明该平衡是否是稳定平衡。所谓稳定平衡是指，当振荡器受到某种干扰因素作用使平衡条件遭到破坏，但一旦该种因素消失，它又能自动地恢复到原来的平衡状态。
振荡器的稳定条件包含两方面的含义：振幅稳定条件和相位稳定条件。
现用放大特习惯与反馈特性相交的曲线来说明这一问题，假设放大器的增益a随（或）增加而减小，反馈系数f保持不变，如图1.3所示。图中横坐标是振荡电压（或），纵坐标分别为放大倍数a与反馈系数的倒数1/f。
图（a）是起始时a较大情况，随增大a逐渐下降，1/f不随改变，所以是一条水平线。当较小时，a>1/f，也即af>1，满足振幅起振条件。当振荡幅度增加到某一数值时，随增加a开始减小，直到q点，af=1达到平衡点，且q点事稳定的平衡点。
因为若略有增长至，则a下降，af<1使振幅减小，点又自动回到q点；反之，若略有减小至，则a增大，af>1，使振幅增大，点也会自动增大到q点。
图（b）是因为振荡管静态电流过小，放大特性与反馈特性相交有两个平衡点p与q。q点仍是稳定的平衡点，而p点却不是稳定的平衡点，分析方法同前。由此看出，振幅稳定条件是振荡特性在平衡点处得斜率为负值，即。
对于图（b）的情况，开机后不能自行起振（因<1/f）,必须一大于的外加激励才行，称为硬激励情况。
相位平衡的稳定条件是指相位平衡条件遭到破坏时，电路本身能重新建立起相位平衡点的条件。
由于振荡的角频率就是相位的变化率，即，所以当振荡器的相位变化时，频率也必然发生变化。因此相位稳定条件和频率稳定条件实质上是一回事。
图1.4所示以角频率为横坐标，选频网络的相移为纵坐标，对应某一q值的并联谐振回路的相频特性曲线。在相位平衡时，根据式（1-7）有。
（取n=01-8）
为了表示出平衡点，将纵坐标也用与等值的来标度。由图可知，如果振荡电路中，则只有才能使式（1-8）成立，这就是说振荡电路在并联谐振回路的固有谐振频率上满足了相位平衡条件而产生振荡。在一般情况下，，为了满足相位平衡条件，谐振回路必须提供数值相同但异号的相移。
这时，在图中振荡频率处满足相位平衡条件。
一个振荡器除了它的输出信号要满足一定的幅度和频率外，还必须保证输出信号的幅度和频率的稳定，而频率稳定度更为重要。
评价振荡器频率的主要指标有两个，即准确度和稳定度。
所谓频率准确度是指振荡器实际工作频率f与标称频率f0之间的偏差，即。
为了合理评价不同标称频率下振荡器的频率偏差，频率准确度也常用其相对值来表示，即。
频率稳定度通常定义为在一定时间间隔内，振荡器频率的相对偏差的最大值。用公式表示为。
频率稳定度=δfmax / f0｜时间间隔。
按照时间间隔长短不同，通常可分为下面三种频率稳定度。
长期频率稳定度：一般指一天以上乃至几个月内振荡频率的相对变化量。这种变化量主要取决于有源器件、电路元件的老化特性。
短期频率稳定度：一般指一天以内振荡频率的相对变化量，它主要与温度、电源电压变化和电路参数不稳定因素有关。
瞬时频率稳定度：一般指秒或毫秒内振荡频率的相对变化量。这种频率变化一般都具有随机性质并伴随着相位的随机变化，这些变化均由设备内部噪声或各种突发性干扰所引起。
以上三种频率稳定度的划分并没有严格的界限，但这种大致的区分还是有一定实际意义的。因为人们更多的是注意短期频率稳定度的提高问题，所以通常所讲的频率稳定度，一般是指短期频率稳定度。
由前面分析可知，lc振荡器振荡频率主要取决于谐振回路的参数，也与其它电路元器件参数有关。因此，任何能够引起这些参数变化的因素，都将导致振荡频率的不稳定。这些因素有外界的和电路本身的两个方面。
其中，外界因素包括：温度变化、电源电压变化、负载阻抗变化、机械振动、湿度和气压的变化、外界磁场感应等。这些外界因素的影响，一是改变振荡回路元件参数和品质因数；二是改变晶体管及其它电路元件参数，而使振荡频率发生变化的。
因此要提高振荡频率的稳外界因素定度可以从两方面入手：一是尽可能减小外界因素的变化；二是尽可能提高振荡电路本身抵御外界因素变化影响的能力。
1． 减小外界因素的变化。
减小外界因素变化的措施很多，例如为了减小温度变化对振荡频率的影响，可将整个振荡器或谐振回路置于恒温槽内，以保持温度的恒定；采用高稳定度直流稳压源来减小电源电压的波动而带来晶体管工作点电压、电流发生的变化；采用金属屏蔽罩减小外界磁场的变化而引起电感量的变化；采用减震器可减小由于机械振动而引起电感、电容值的变化；采用密封工艺来减小大气压力和湿度变化而带来电容器介电系数的变化；在负载和振荡器之间加一级射极跟随器作为缓冲可减小负载的变化等。
2． 提高谐振回路的标准性。
所谓谐振回路的标准性是指谐振回路在外界因素变化时，保持其谐振频率不变的能力。回路标准性越高，频率稳定度就越好。实质上，提高谐振回路的标准性就是从振荡电路本身入手来提高频率的稳定度。
三点式振荡电路。
三点式”振荡器，是由三个电抗元件组成的串联谐振回路的三个接点，分别于晶体管的三个电极相连接而组成的振荡电路。
这个电路适合产生几十兆赫以上的信号，常用来作射频振荡器。第二个图是lc振荡回路的等效电路图，从图上可以看到，电路的振荡频率由l、c、c1、c2决定，基极有一个大电容（1000~2000pf），起交流接地的作用。由于电感和电容的数值都比较小，所以有些情况下三极管的极间电容、电感线圈的匝间电容都不能忽略。
它们对总电容的贡献量大约几个皮法。
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