詳解振蕩電路的設(shè)計(jì)集錦—電路圖天天讀（267）

　　壓控振蕩電路的設(shè)計(jì)

　　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（又稱克拉潑電路）具有輸出波形、穩(wěn)定性較好，頻率調(diào)節(jié)較為方便。壓控晶體振蕩器由于晶體的Q值高、老化效應(yīng)小和溫度系數(shù)較小等特點(diǎn)，而具有較高的短期和長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度。壓控晶體振蕩器調(diào)諧的范圍在數(shù)量級(jí)，調(diào)諧范圍很窄。為擴(kuò)大壓控晶體振蕩器的調(diào)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(wěn)定度為代價(jià)。

　　這兩種方法電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，成本不高，但是調(diào)試不太方便，穩(wěn)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(xiàn)，電源電壓范圍較寬，優(yōu)點(diǎn)是線形度好，可控范圍寬，缺點(diǎn)是頻率穩(wěn)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(jí)耦合多諧振蕩型壓控振蕩器

　　該類集成電路采用二極管作負(fù)載，Ud較小，采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)的三極管工作在共基接法，直接耦合正反饋較強(qiáng)，振蕩頻率較高，壓-頻特性較好，且調(diào)整方便，輸出最高頻率可達(dá)155MHz。

　　方案四：LC負(fù)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(dá)到幾百M(fèi)Hz，且電路簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，調(diào)試方便。比較以上四種方案，從電路結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性、頻率上限、調(diào)試難易程度、構(gòu)建系統(tǒng)的費(fèi)用等方面比較，方案四明顯優(yōu)于另三套方案。實(shí)現(xiàn)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(fù)阻

　　型壓控振蕩器MC1648，該芯片的使用較為廣泛，購(gòu)買比較方便。其外部電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，故本系統(tǒng)采用采用這種結(jié)構(gòu)。

　　電路設(shè)計(jì)

　　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?nèi)荻O管，控制變?nèi)莨艿闹绷髌眉纯蓸?gòu)成LC壓控振蕩器。MC1648的工作電源為5v或負(fù)5.2V。最高工作頻率可達(dá)225MHz.幾種常見的變?nèi)莨苓B接方式和相應(yīng)的壓控特性見下圖，其中（a）（b）為單管連接，控制電壓加到變?nèi)莨埽渥饔檬窍蘖?。（c）采用雙管背對(duì)背連接，其工作頻率高，壓控特性也好，本系統(tǒng)采用此種結(jié)構(gòu)。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(diào)節(jié)，電路可以輸出正弦波，也可以輸出方波。

　　振蕩器是系統(tǒng)產(chǎn)生頻率的關(guān)鍵，決定著輸出波形是否失真，以及輸出幅度的大小。因?yàn)槭歉哳l電路，所以對(duì)電源的要求比較高，常需要對(duì)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(duì)振蕩器的干擾，也可以防止振蕩器通過(guò)電源對(duì)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(jù)選用的變?nèi)荻O管2CC12B，其最大工作頻率為50MHz，由于采用較合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，本系統(tǒng)實(shí)際工作頻率為8~68MHz，輸出頻率范圍達(dá)60MHz，但是要通過(guò)改變電感來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　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(dāng)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(dǎo)致其輸出③腳為高電平。當(dāng)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(nèi)部電路的放電開關(guān)管放電。當(dāng)放電到Vc≤Vcc時(shí)，輸出端又由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖?。此時(shí)電容再次充電，這種過(guò)程可周而復(fù)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(shù)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(yīng)用。主要的設(shè)計(jì)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(zhuǎn)，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(jì)算：1.44/（R1 + 2R2）C1。

　　編輯點(diǎn)評(píng)：由諧振回路輸出的信號(hào)-經(jīng)射極輸出器至甲類放大器，再經(jīng)由丙類放大，級(jí)間由LC回路耦合，起選頻和阻抗匹配作用。末級(jí)輸出回路由帶通及低通濾波構(gòu)成，以凈化輸出波形，并與負(fù)載進(jìn)行匹配，以達(dá)到輸出功率與效率的較好結(jié)合。
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