制作電壓控制lc振蕩器原理及實現

1、制作電壓控制LC振蕩器原理及實現發(fā)布時間:201007082003年全國大學生電子設計競賽試題中的A題，要求設計并制作一個電壓控制LC振蕩器。本文對幾種采用比較多的方案進行簡潔的評析。設計制作題意的領會設計制作題意的領會電壓控制LC振蕩器應將基本部分和發(fā)揮部分綜合考慮。明確要求設計制作兩個可相互獨立的部分：一是制作15~35MHz的頻率間隔100kHz步進調整和指定頻率設置的LC振蕩器；二是工作于30MHz點頻的高效高頻功率放大器。隊員

2、需把握好以下兩點：1對于LC振蕩器（1）輸出信號振幅穩(wěn)定(Upp=10.1V)，波形無明顯失真的正弦波；（2）輸出信號的頻率范圍要為15~35MHz，且工作頻率可按最小頻率間隔的整數倍數值在范圍內任意預置，同時在預置頻率點上能以最小頻率間隔步進增、減輸出信號的頻率；（3）顯示預置的頻率和輸出信號的測量頻率及輸出信號Vpp數值；（4）LC振蕩器工作于短波的高端，要做好信號緩沖隔離和電磁屏蔽，要做好元器件固定和電源及控制信號的凈化。2對于3

3、0MHz點頻率高效高頻功率放大器（1）信號源是LC振蕩器，功率放大器輸入要不影響LC振蕩器性能；（2）功率放大器是工作于30MHz點頻，無帶寬要求，盡可能做窄帶功率放大；（3）只能是在單電源E=12V條件下工作，而且要求在純阻負載和一個等效的容性負載的純阻部分得到無明顯失真正弦波的功率Po≥20mW；（4）提高功率放大器效率需選丙類高頻功率放大器；（5）濾波匹配網絡要處理好在純阻負載和容性負載時的匹配。寧可讓高頻功率放大器工作在略過壓狀

4、態(tài)，而不要工作在欠壓狀態(tài)。采用的幾種方案評析采用的幾種方案評析設計制作方案根據題意同樣分LC振蕩器和功率放大器兩部分。1LC振蕩器振蕩器LC振蕩器頻率產生選用的方案有四種：開環(huán)頻率合成有電壓頻率合成和直接數字頻率合成（DDS）；閉環(huán)頻率合成有鎖相環(huán)頻率合成和含AFC的電壓頻率合成。LC振蕩器穩(wěn)幅選用的方案有三種：分立元件BJT或FET的AGC、數字電位器AGC、數模混合AGC。制VCO中的變容二極管來完成電調和AFC功能。AFC是由預置

5、德適至客擋餛德適至吭雋坷詞迪值摹Ｕ庖環(huán)槳傅奶氐閌淺浞擲玫緶紛試矗壹虻?、频嘛椚定度郊氝、调摘仟勩、频率块W髡獳FC時間長。④閉環(huán)頻率合成中的鎖相（PLL）頻率合成，其原理組成框圖如圖4所示。其工作原理是利用單片機把預置頻率量及步進量來產生分頻比的控制數字量，分別改變程序分頻器和參考分頻器的分頻比。VCO的輸出信號頻率經前置分頻（固定分頻）、程序分頻（可變分頻）得到的頻率特征信號與參考頻率（晶體振蕩器）經參考分頻器輸出的基

6、準頻率在鑒相器鑒相，產生誤差電壓經低通濾波器濾波來控制VCO的變容二極管，改變VCO的工作頻率，一旦進入鑒相器的兩個信號頻率相同，則鑒相輸出一固定的電壓，從而VCO穩(wěn)定地工作在預置頻率上。通過單片機控制程序分頻器和參考分頻器的分頻比，來改變VCO輸出信號的頻率以及頻率調整的頻率間隔。鎖相頻率合成具有頻率穩(wěn)定度高，準確度好的特點。但輸出信號頻率不能連續(xù)可調，只能以頻率間隔步進調整和按頻率間隔的整倍數值設置。（2）LC振蕩器信號幅度穩(wěn)定方案

7、①分立元件BJT或FET穩(wěn)幅磽既繽5所示。結型場效應管穩(wěn)幅，是UDS很小時在UGS的控制下，導電溝道呈現線性電阻特征，導電溝道的電阻值隨UGS變化。圖5a中場效應管T等效一受控電阻RDS，Uo=（1RRDS）Ui。故在Vpp變化時，UGS相應變化，使RDS變化，則Uo相反變化，從而實現穩(wěn)幅；BJT是利用Upp變化來改變T的工作點，使其對應的增益變化來實現穩(wěn)幅。這種方案簡單、經濟，但穩(wěn)幅性能不佳。②數字電位器穩(wěn)幅原理圖如圖6所示。數字

8、電位器AGC的工作原理與FET相似，是通過改變放大器的反饋量來調整放大器增益。只是這種調整量利用Vpp檢波的直流電壓經AD轉換由單片機產生數字量控制數字電位器的阻值，電路的特點是控制精度高、穩(wěn)幅性能好，但電路復雜、成本高，并且數字電位器高頻特性差。③采用可控增益放大器穩(wěn)幅，數?？煽卦鲆娣糯笃鰽GC電路原理方框如圖7所示。從框圖可見，可控增益的放大器選用高頻特性好的IC，由Vpp檢波后的電壓經AD、單片機和DA去控制可控增益放大來穩(wěn)幅。該