詳解振蕩電路的設計集錦—電路圖天天讀（267）

　　壓控振蕩電路的設計

　　方案一：分立器件組成的壓控振蕩器

　　串聯(lián)諧振電容三點(diǎn)式電路（又稱(chēng)克拉潑電路）具有輸出波形、穩定性較好，頻率調節較為方便。壓控晶體振蕩器由于晶體的Q值高、老化效應小和溫度系數較小等特點(diǎn)，而具有較高的短期和長(cháng)期頻率穩定度。壓控晶體振蕩器調諧的范圍在數量級，調諧范圍很窄。為擴大壓控晶體振蕩器的調諧范圍，常采用串聯(lián)壓控晶體振蕩器和在晶體上并接電感等方法，但都以犧牲振蕩器頻率穩定度為代價(jià)。

　　這兩種方法電路結構比較簡(jiǎn)單，成本不高，但是調試不太方便，穩定性不是很好。

　　方案二：積分-施密特觸發(fā)器型壓控振蕩器

　　該類(lèi)電路屬于低頻寬帶通用形壓控多諧振蕩器。其中心頻率通過(guò)外接定時(shí)電容和電阻實(shí)現，電源電壓范圍較寬，優(yōu)點(diǎn)是線(xiàn)形度好，可控范圍寬，缺點(diǎn)是頻率穩定度底，易受溫度和電源電壓變化的影響，最高工作頻率只1MHz左右。

　　方案三：射級耦合多諧振蕩型壓控振蕩器

　　該類(lèi)集成電路采用二極管作負載，Ud較小，采用對稱(chēng)結構的三極管工作在共基接法，直接耦合正反饋較強，振蕩頻率較高，壓-頻特性較好，且調整方便，輸出最高頻率可達155MHz。

　　方案四：LC負阻型壓控振蕩器

　　這種振蕩器有眾多的集成電路存在，由于采用ECL工藝，所以最高工作頻率可以達到幾百MHz，且電路簡(jiǎn)單，穩定性好，調試方便。比較以上四種方案，從電路結構、穩定性、頻率上限、調試難易程度、構建系統的費用等方面比較，方案四明顯優(yōu)于另三套方案。實(shí)現方案四的集成電路很多，在此，作者采用Motorala公司生產(chǎn)的LC負阻

　　型壓控振蕩器MC1648，該芯片的使用較為廣泛，購買(mǎi)比較方便。其外部電路結構簡(jiǎn)單、穩定性好，故本系統采用采用這種結構。

　　電路設計

　　MC1648是單片集成的射極耦合振蕩器，輸出MECL電平。電路工作時(shí)，外接電感L和電容C的并聯(lián)諧振回路即可形成固定頻率的振蕩器。若外接變容二極管，控制變容管的直流偏置即可構成LC壓控振蕩器。MC1648的工作電源為5v或負5.2V。最高工作頻率可達225MHz.幾種常見(jiàn)的變容管連接方式和相應的壓控特性見(jiàn)下圖，其中（a）（b）為單管連接，控制電壓加到變容管，其作用是限流。（c）采用雙管背對背連接，其工作頻率高，壓控特性也好，本系統采用此種結構。電路的5端為AGC。改變AGC的電位，則振蕩幅度改變，經(jīng)放大輸出的波形也不一樣。通過(guò)AGC調節，電路可以輸出正弦波，也可以輸出方波。

　　振蕩器是系統產(chǎn)生頻率的關(guān)鍵，決定著(zhù)輸出波形是否失真，以及輸出幅度的大小。因為是高頻電路，所以對電源的要求比較高，常需要對電源進(jìn)行處理才能，比如加電感電容來(lái)濾波，既可以防止工頻變壓器對振蕩器的干擾，也可以防止振蕩器通過(guò)電源對其他電路的干擾。在進(jìn)行這些處理后，一般還要加金屬屏蔽外罩，才有更好的效果。 根據選用的變容二極管2CC12B，其最大工作頻率為50MHz，由于采用較合適的結構設計，本系統實(shí)際工作頻率為8~68MHz，輸出頻率范圍達60MHz，但是要通過(guò)改變電感來(lái)實(shí)現。

　　555多諧振蕩的基本電路

　　用555時(shí)基電路可組成各種形式的自激式多諧振蕩器，其基本電路如圖a所示。當電路剛接通電源時(shí)，由于C來(lái)不及充電，555電路的②腳處于零電平，導致其輸出③腳為高電平。當電源通過(guò)RA、RB向C充電到Vc≥Vcc時(shí)，輸出端③腳由高電路平變?yōu)榈碗娖?，電容C 經(jīng)RB和內部電路的放電開(kāi)關(guān)管放電。當放電到Vc≤Vcc時(shí)，輸出端又由低電平轉變?yōu)楦唠娖?。此時(shí)電容再次充電，這種過(guò)程可周而復始地進(jìn)行下去，形成自激振蕩。圖（b）給出了輸出端及電容器C上電壓的波形。

　　555是一個(gè)綜合了數字電路與模擬電路特點(diǎn)于一身的集成電路，在一些與時(shí)間相關(guān)的電路上得到廣泛的應用。主要的設計要點(diǎn)是，利用電容C1的充放電，得到不同的電平，555里面的兩個(gè)比較在不同電平間翻轉，進(jìn)而給RS觸發(fā)器提供輸入，從而輸出諧振方波來(lái)。而輸出的頻率，可以用下面的公式計算：1.44/（R1 + 2R2）C1。

　　編輯點(diǎn)評：由諧振回路輸出的信號-經(jīng)射極輸出器至甲類(lèi)放大器，再經(jīng)由丙類(lèi)放大，級間由LC回路耦合，起選頻和阻抗匹配作用。末級輸出回路由帶通及低通濾波構成，以?xún)艋敵霾ㄐ?，并與負載進(jìn)行匹配，以達到輸出功率與效率的較好結合。
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