LC設(shè)計(jì)及常見LC
由振蕩器的原理可以看出,振蕩器實(shí)際為一個(gè)具有反饋的非線性系統(tǒng),要精確計(jì)算是很困難的,而且也不必要。因此,振蕩器的設(shè)計(jì)通常是進(jìn)行一系列設(shè)計(jì)考慮和近似估算,選擇合理的線路和工作點(diǎn),確定元件的數(shù)值,而工作狀態(tài)和元件的準(zhǔn)確數(shù)字需要在調(diào)整、調(diào)試中最后確定。
振蕩器電路選擇LC振蕩器一般工作在幾百千赫茲至幾百兆赫茲范圍。振蕩器線路主要根據(jù)工作的頻率范圍及波段寬度來選擇。在短波范圍:電感反饋振蕩器、電容反饋振蕩器都可以采用。若要求輸出頻率調(diào)節(jié)范圍較寬:選擇電感反饋振蕩器;若要求頻率較高:常采用克拉潑、西勒電路。在中、短波收音機(jī)中,為簡化電路常用變壓器反饋振蕩器做本地振蕩器。
晶體管選擇從穩(wěn)頻的角度出發(fā),應(yīng)選擇fT較高的晶體管,這樣晶體管內(nèi)部相移較小。通常選擇fT >(3~10)f1max。同時(shí)希望電流放大系數(shù)β大些,這既容易振蕩,也便于減小晶體管和回路之間的耦合
直流饋電線路的選擇為保證振蕩器起振的振幅條件,起始工作點(diǎn)應(yīng)設(shè)置在線性放大區(qū);從穩(wěn)頻出發(fā),穩(wěn)定狀態(tài)應(yīng)在截止區(qū),而不應(yīng)在飽和區(qū)(因?yàn)轱柡蛥^(qū)的輸出阻抗較小),否則回路的有載品質(zhì)因數(shù)QL將降低。所以,通常應(yīng)將晶體管的靜態(tài)偏置點(diǎn)設(shè)置在小電流區(qū),電路應(yīng)采用自偏壓。
振蕩回路元件選擇從穩(wěn)頻出發(fā),振蕩回路中電容C應(yīng)盡可能大,但C過大,不利于波段工作;電感L也應(yīng)盡可能大,但L大后,體積大,分布電容大,L過小,回路的品質(zhì)因數(shù)過小,因此應(yīng)合理地選擇回路的C、L。在短波范圍,C一般取幾十至幾百皮法,L一般取0.1至幾十微亨。
反饋回路元件選擇由前述可知,為了保證振蕩器有一定的穩(wěn)定振幅以及容易起振,在靜態(tài)工作點(diǎn)通常應(yīng)選擇:Y(f)R(L)F'=3~5當(dāng)靜態(tài)工作點(diǎn)確定后,Y(f)的值就一定,對(duì)于小功率晶體管可以近似為:Y(f)=g(m)反饋系數(shù)的大小應(yīng)在下列范圍選擇:0.1~0.5。
電容反饋振蕩器反饋網(wǎng)絡(luò)是由電容元件完成的,稱為電容反饋振蕩器,也稱為考必茲(Colpitts)振蕩器。其特點(diǎn)是輸出波形較好、輸出頻率較高,但振蕩頻率調(diào)節(jié)不方便。
電感反饋振蕩器反饋網(wǎng)絡(luò)是由電感元件完成的,稱為電感反饋振蕩器,也稱為哈特萊(Hartley)振蕩器。其特點(diǎn)是振蕩頻率調(diào)節(jié)比較方便,但輸出波形較差、輸出頻率不能太高。
兩種改進(jìn)型電容反饋振蕩器無論是電容反饋振蕩器還是電感反饋振蕩器,晶體管的極間電容均會(huì)對(duì)振蕩頻率有影響,而極間電容受環(huán)境溫度、電源電壓等因素的影響較大,故他們的頻率穩(wěn)定度不高,需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn),因此得到兩種改進(jìn)型電容反饋振蕩器——克拉潑振蕩器和西勒振蕩器。
場(chǎng)效應(yīng)管振蕩器原則上說,各種晶體管振蕩線路,都可以用場(chǎng)效應(yīng)管構(gòu)成,可以根據(jù)振蕩原理導(dǎo)出用場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)表示的振蕩條件。
壓控振蕩器壓控振蕩器通過改變控制電壓改變變?nèi)荻O管的電容,從而改變振蕩頻率。主要性能指標(biāo):壓控靈敏度和線性度。其中壓控靈敏度定義為單位控制電壓引起的振蕩頻率的變化量。