① 三种lc反馈式正弦波振荡电路各有什么特点
电容三点式振荡器也称考毕兹(Colpitts,也叫科耳皮兹)振荡器,是三极管自激LC振荡器的一种,因振荡回路中两个串联电容的三个端分别与三极管的三个极相接而得名,适合于高频振荡输出的电路形式之一。
电容三点式振荡电路有多种具体形式,其最核心也是最基本的原理都是一样的,如下图所示:
从上图可以看出,电容三点式LC正弦波振荡电路的重要特性是:与三极管发射极相连的两个电抗元件为相同性质的电抗元件,而与三极管集电极(或基极)相连接的电抗元件是相反性质的。如果合理设置电路参数使其满足起振条件,则电路将开始振荡,如果忽略分布电容、三极管参数等因素,此电路的振荡频率f0如下式:
之所有是约等于,是因为忽略了三极管的寄生极间电容,后面会提到,此电路的LC谐振回路中的电容C1与C2是串联的,如下图所示:
如下图所示为基本的电容三点式振荡电路:
上图中的电容C1、C2与电感L组成谐振回路,作为三极管放大器的负载,电容C3与C4作为耦合电容,其直流通路如下:
其实就是带基极偏压的共发射极放大电路,具体静态工作点的计算可以参考相应文章《带基极分压式的基本共射极放大电路》。对于一个具体的振荡电路,振幅的增大主要依赖于三极管的集电极静态电流,此值如果设置太大,则三极管容易进入饱和导致振荡波形失真,甚至振荡电路停振,一般取值范围为1mA~4mA
其交流通路如下图所示:
从图上可以看出,基极输入(假设有输入)经过三极管放大后的输出电压uo,再经过电容C2与C1分压后施加在三极管的BE结之间形成正反馈,因此其反馈系数如下式:
我们用下图所示电路参数进行仿真:
电路中我们加了一个电源开关,主要是在仿真运行开始后再闭合,这样可以让电路产生扰动从而更容易起振,有很多读者可能会出现这样的情况:明明电路是抄着某本书上的实验例子按部就班地做,却偏偏起不了振荡,这时可以尝试添加一个这样的开关。
当然,电路是否容易起振与电路参数也是相关的,参数合理则一次开合就可起振,差一点则需要多次开合才行,但如果参数不合理,来N次开合也是不行的,不能来硬的呀。
我们手工计算一下该电路振荡的输出频率,如下式:
基本电容三点式振荡电路的谐振频率由谐振电感L与串联电容C1、C2决定,而这两个电容直接与三极管的各个电极相连接,而三极管是存在极间电容的,且这些电容值随温度、电流等因素变化而变化,如下图所示:
相当于电容C1与CBE并联,而CBC与串联的总电容并联,亦即多种因素将导致电路谐振回路的稳定性下降。为了降低三极管极间电容对振荡电路稳定度的影响,我们可以使用下图所示的改进型振荡电路:
此电路也叫克拉波电路,在基本电容三点式振荡电路基础上增加了一个电容C5,此电容的值一般远小于C1与C2,这样谐振回路的电容如下图所示:
谐振总电容即C1、C2、C5三者的串联,极间寄生电容对总电容其实还是有影响的,但是它们接入系数(亦即对总电容的影响)相对于基本电容三点式电路已经下降,因此该电路的谐振频率如下所示:
仿真输出波形如下图所示(仿真输出频率约为15.019MHz):
下图为共集电极放大电路的克拉波振荡电路,读者可自行仿真分析:
克拉波振荡电路的稳定性很好,但其频率可调范围比较小,我们可以更进一步改进克拉波振荡电路,如下图所示:
此电路也称“西勒振荡电路”,在克拉波电路的基础上增加了电容C6与谐振电感L并联,这样可以改善克拉波电路频率可调范围小的缺点,此时电路的谐振回路等效图如下所示:
谐振回路的总电容即克拉波电路中的总电容与C6的并联,再次将三极管寄生极间电容的接入系数降低。总之就是不断地降低晶体管极间电容对谐振频率的影响,此时电路的谐振频率如下所示:
我们用下图所示电路参数仿真:
仿真输出波形如下图所示(仿真频率约为10.5789MHz):
三极管极间寄生电容也并非完全没有用武之地,当谐振频率超过GHz时,寄生电容可以代替谐振电容,如CBE可以代替C1(可以不用外接电容C1)
② 不同电路中电容器起什么作用
电容器是一种储能元件,具有“隔直通交,阴低频通高频”的特性,人们为了认识和鉴别不同电路中的电容器,根据其在线路中的作用而给它起了许多名称,了解这些名称和作用,对读图是很有帮助的
下面介绍一些常用名称的含义
1、滤波电容它并接在电路正负极之间,把电路中无用的交流电流去掉,一般采用大容量电解电容器,也有采用其他固定电容器的
2、退耦电容并接于电路正负极之间,可防止电路通过电源内阻形成的正反馈通路而引起的寄生振荡
3、耦合电容连接于信号源和信号处理电路或两级放大器之间,用以隔断直流电,让交流电或脉动信号通过,使相信的放大器直流工作点互不影响
4、旁路电容并接在电阻两端或由某点直接跨接至共用电信为交直流信号中的交流或脉动信号设置一条通路,避免交流成分在通过电阻时产生压降
5、中和电容连接于三极管基极与集电极之间,用于克服三极管极间电容而引起的自激振荡
6、槽路电容(调谐电容)连接于谐振电路或振荡电路线圈两端的电容
7、垫整电容在电路在能使振荡信号的频率范围减小,而且显著提高低频端振荡频率的电容,它是与槽路主电容串联的
8、补偿电容在振荡电路中,能使振荡信号的频率范围得到扩大的电容,它与主电容并联起辅助作用
9、逆程电容并接在行输出管集电极与发射极之间,用来产生行扫描锯齿波逆程的电容
10、自举升压电容利用其储能来提升电路由某的电位,使其电位值高于为该点供电的电源电压
11、“S”校正电容串接于偏转线圈回路中,用于校正两边延伸失真
12、稳频电容在振荡电路中,用来稳定振荡频率的电容
13、定时电容在RC定时电路中与电阻R串联共同决定时间长短的电容
14、降压限流电容串接于交流电路中用于它对交流电的容抗进行分压限流
15、缩短电容这种电容是在UHF高频头中为了缩短振荡电感的长度而串接的电容
16、克拉泼电容在电容三点式振荡电路中,串接在振荡电感线圈的电容,为了水运晶体管结电容的影响,提高频率稳定性
17、锡拉电容在电容三点式振荡电路中,并接在振荡电感线圈两端的电容,为了消除晶体管结电容的影响,使其振荡频率越就越容易起振
18、加速电容接在振荡反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡幅度
19、预加重电容为了防止音频调制信号在调制时可能使高频分量产生衰减或丢失,而适当提升高频分量的RC网络中的电容
20、去加重电容对音频信号中经预加提升的那部分高频分量连同噪音一起衰减掉,恢复伴音信号的本来面貌的RC网络中的电容
21、稳幅电容在鉴频器中,用来稳定输出信号幅度
22、消亮点电容在显像管附属电路中,用以消除关机亮点的电容
23、移相电容用来改变交流电信号相位的电容
24、反馈电容跨接于放大器的输入与输出端用来反馈信号的电容25、软启动电容通常接在电源开关管基极的,防止开机时加在开关基极的浪涌电流或电压太大而损坏开关管
26、启动电容串接于单相电机副绕组,为电机副绕组提供启动用的移相交流电流,电机运转正常时与副绕组断开
27、运转电容串接于单相电机副绕组,为电机副绕组提供移相交流电流,电机运转正常时与副绕组仍串于电路中
交流安规瓷介电容器用于防止电子设备交流回路中的天线电波干扰,防止家用电器等设备的电源噪声,防止设备出现故障时产生触电等电子产品中
28、高频低压瓷介电容器CC1系列为一类高频低压瓷介电容器,用在低损耗和电容量高稳定性的地方或用在要求温度系数有明确规定的地方
如:谐振回路、高频旁路、温度补偿、控制电路时间常数的元件,稳定性要求高的耦合元件
CC81系列为一类高频高压瓷介电容器,用于UR≥0.63KV以上的高压谐振电路中,或用在低损耗和电容量稳定性的地方或用在要求温度系数有明确规定的地方
CT1系列为二类低频带低压瓷介电容器,用于对tgs值和容量稳定性要求不高的电器中,如低频、耦合、滤波、退耦等,亦可用作控制电路的时间常数元件
CT81系列为二类低频高压瓷介电容器
用于高压旁路和耦合电路中,介电常数大,容量大、损耗低
CS1系列——三类低频低压瓷介电容器用于超高频,甚高频电路中作宽带旁路耦合之用,具有介电常数高、体积小、容量大的特点
CT82系列——超高压瓷介电容器多用于对耐压有超高要求的高压旁路中
具有体积小、耐温、耐湿性能好,损耗低的特点
③ 求FM频率发射器电路图!!!带元件表!!谢谢!
频率很稳定的FM发射电路图
调频发射器,特别是在87~108MHz的调频波段,可利用现成的FM收音机来接收,
在许多刊物中都介绍有调频发射器的实例,但大多数采用电容三点式电路和克拉泼振荡电路。这种电路虽简单,但它的频率稳定度不高,特别是在业余条件下,稍微动动电路板或天线位置,频率就改变了。在此笔者介绍一款用晶振稳频的调频发射器。
如图1所示,由V1及相关阻容元件组成一级音频放大电路,为调制级提供足够强度的音频信号。D1是变容二极管,其等效电容量随着两极所加的反向电压变化而变化,从而使晶振及外围电路组成的振荡器中心频率随之变化,达到调频目的。振荡器输出的信号经V3倍频、放大,再由调谐变压器完成匹配与滤波后输出。
该电路用了调谐变压器,因而在制作完后要调整其磁心,使之匹配。其方法是制作一个简易场强电路(如图2所示),接至变压器的输出端,调整磁心,直到电流表指示值最大为止。电路中所用元器件尽量使用高频特性好的元器件。晶振选用标称值为29~36MHz之间的晶振,D1可用MV2105,变压器需自制,可选用电视中周作骨架,去掉屏蔽罩,用∮0.2mm左右的漆包线在骨架上初级绕3匝,次级绕1匝。天线可用1/4波长的软导线代用。