VCO振荡器

杭州电子科技大学 实 验 报 告

课程名称 通信电子电路实验 实验名称 LC压控振荡器设计 指导老师 刘国华

学生名称 廖鹭 学生学号 10047863 学生班级 10041812 所学专业 电子信息工程 实验日期 2012年5月15日

一、实验目的

1.了解变容二极管原理，掌握高频LC振荡器与压控振荡器的设计要点 2.按要求设计一个VCO电路，掌握高频电路设计、组装和调试步骤与方法。

二、设计要求

1.设计一个改进型电容三点式压控振荡器，实现无明显失真的正弦波输出，改变变容二极管静态工作点调整输出频率。

2.电源电压：±12V；输出频率调节范围：6.5MHz-7.2MHz；输出信号幅度范围：2.5V-3.4V；

三、实验仪器与器材

1.实验仪器 仪器名称 直流稳压电源 数字万用表 数字示波器

型号 MPS-3003L-3 UT58E DS1062C 主要功能及其特点 提供直流电压 测量交直流电压电流、电阻、电容 显示输入信号波形，测量电压值、频率等参数 2.实验器材 器材名称 三极管9018 变容管BB910 电阻5.1k 电阻2k 电阻1k 电阻100k 电感10uH 电位器50k 数量 1 1 2 2 1 1 1 1 器材名称 电容47p 电容300p（331） 电容680p（681） 电容1000p（102） 电容0.01u（103） 电容0.1u（104） 电容10u 电位器10k 数量 1 1 1 1 1 1 1 1

四、实验电路

五、实验原理

1.变容二极管原理

当PN结外加反偏电压时，势垒电容随外加电压的增加而减小。变化曲线如图所示。当变容二极管结电容作为振荡器振荡电容一部分时，改变变容管反偏电压可以达到改变振荡频率的目的。

2.原理电路

改进型电容三点式振荡器具有电路简单、起振容易、频率稳定性高的特点。在工程实践中获得广泛应用。

电路形式采用克拉泼电路，根据理论分析可以知道，当通过减小与电感串联的电容值来提高振荡频率时，振幅就会明显下降，甚至停振。这是克拉泼电路的一个缺点。

六、实验电路及器件参数设计

1.直流参数 为了使电路能够正常起振，并且有合适的增益，应该讲R3选择为10K的电位器，R1和R2都选择5.1k电阻，而R4作为集电极负载应尽量大些，定为2k；发射级电阻R5应相对小些，为1k。 旁路电容C1选择10u，隔直电容C2选择100nF 根据理论计算可知，集电极电流在3-6mA变化。

2.振荡部分

电路采用克拉泼振荡电路，电感选择10uH，与电感串联的电容

应该尽量小，这样可以将振荡部分对反馈系数的影响降低，因此，C5应该选择47pF。振荡系数应大于1，因此C3选择330pF，C4选择680pF。R6作为交流负载的一部分应尽量大，这样可以使输出幅值保持在一个较高电位，R6选择100k。

根据计算，振荡频率（不考虑变容管等效电容）应在

8MHz以下。

3.变容管部分

电源电压12V，将电位器R8定为50k，为了使电位器对变容管两端电压影响大些，电阻R7应该选择为2k。

根据经验并参考其他电路设计，电源与地之间的滤波电容使用1nF和10nF。

七、仿真结果

八、调试与测试结果

信号频率f/MHz 信号幅值Vpp/V Min 6.35 1.86 Max 8.22 2.8

九、实验总结

通过这次实验，对变容二极管调频电路有了更深的了解，练习了对改进型电容三点式振荡电路的分析与计算。了解了电路中一些元器件阻值容值的确定方法，因为隔直、耦合、滤波电容的选择对高频模拟电路的影响是非常大的。 而电路板的焊接与调试过程则锻炼了动手能力，并使我意识到理论分析与实际电路是有差别的，这就需要耐心调试，直至调试出理想的结果。