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、老化效應小和溫度系數(shù)較小等特點，而具有較高的短期和長期頻率穩(wěn)定度。壓控晶體振蕩器調(diào)諧的范圍在數(shù)量級，調(diào)諧范圍很窄。為擴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。

　　這兩種方法電路結(jié)構(gòu)比較簡單，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。其中心頻率通過外接定時電容和電阻實現(xiàn)，電源電壓范圍較寬，優(yōu)點是線形度好，可控范圍寬，缺點是頻率穩(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載，Ud較小，采用對稱結(jié)構(gòu)的三極管工作在共基接法，直接耦合正反饋較強，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)的費用等方面比較，方案四明顯優(yōu)于另三套方案。實現(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負阻

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

　　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，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5.2V。最高工作頻率可達225MHz.幾種常見的變?nèi)莨苓B接方式和相應的壓控特性見下圖，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)生頻率的關鍵，決定著輸出波形是否失真，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，常需要對電源進行處理才能，比如加電感電容來濾波，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電源對其他電路的干擾。在進行這些處理后，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)設計，本系統(tǒng)實際工作頻率為8~68MHz，輸出頻率范圍達60MHz，但是要通過改變電感來實現(xiàn)。

　　555多諧振蕩的基本電路

　　用555時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，由于C來不及充電，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RA、RB向C充電到Vc≥Vcc時，輸出端③腳由高電路平變?yōu)榈碗娖?，電容C 經(jīng)RB和內(nèi)部電路的放電開關管放電。當放電到Vc≤Vcc時，輸出端又由低電平轉(zhuǎn)變?yōu)楦唠娖健４藭r電容再次充電，這種過程可周而復始地進行下去，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是一個綜合了數(shù)字電路與模擬電路特點于一身的集成電路，在一些與時間相關的電路上得到廣泛的應用。主要的設計要點是，利用電容C1的充放電，得到不同的電平，555里面的兩個比較在不同電平間翻轉(zhuǎn)，進而給RS觸發(fā)器提供輸入，從而輸出諧振方波來。而輸出的頻率，可以用下面的公式計算：1.44/（R1 + 2R2）C1。

　　編輯點評：由諧振回路輸出的信號-經(jīng)射極輸出器至甲類放大器，再經(jīng)由丙類放大，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(gòu)成，以凈化輸出波形，并與負載進行匹配，以達到輸出功率與效率的較好結(jié)合。
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