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基于Multisim的西勒振荡器设计与仿真

基于Multisim的西勒振荡器设计与仿真

高职高专高频电子线路是电子通信类专业的技术基础课程之一,涉及到通信系统中高频单元电路的功能、结构及性能分析等理论知识,同时也具有培养学生高频电路设计实践教学能力的目的。该课程正弦波振荡器部分理论较抽象,借助实践环节演示不同振荡器的原理、特点、电路结构等较难实现,大部分学生接受知识效果差,设计电路费劲且不知道如何仿真分析。文中以Multisim 10为平台,设计了振荡频率为404.978 kHz,峰峰值为8.00 V的西勒振荡器电路,分析了参数调整引起的电路特性变化规律。Multisim电路仿真软件引入到理论教学中,既加深了学生对理论知识的理解,又激发了学生利用仿真平台进行电路设计的积极性,进而起到了联系理论学习和实践能力培养的纽带作用。

1.2 振荡电路设计
振荡回路参数的选择主要根据振荡频率、起振条件和振荡波形确定。一般振荡频率在几兆赫兹以下的LC回路,C值可选几皮法,振荡频率在几十兆赫兹时,C值可选为几十皮法;为了取得振荡频率的稳定,C值应取得大些,以减小晶体管极间电容和引线寄生电容的影响。然而,C值取得过大,会使振荡回路的Q值和谐振阻抗降低,电路的负载能力和振荡振幅减小,导致波形变坏。确定了C后,由振荡频率计算公式可计算电感L的值。为方便观察参数变化引起的电路特性变化,本设计取C4max=470 pF,L=1 mH。为满足C1>>C3,C2>>C3,取C1=1 nF,C2=33 nF,C3=47 pF。
作为可变增益器件的三极管,必须由偏置电路设置合适的静态工作点,以保证起振时工作在放大区,提供足够的增益,满足振幅起振条件。从稳频的角度出发,应选择特征频率fT较高的晶体管,这样晶体管内部相移较小,通常选择fT>(3~10)fmax,同时希望电流放大系数β大些,既容易振荡,也便于减小晶体管和谐振回路之间的耦合,以保证电路的选频性能和稳频性能。晶体管选择2N2222或2N2369,负载端接入探针,

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