关于电容三点式multisim振荡器不起振的multisim仿真问题

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2018-05-14 10:47 标签： 电容反馈三点式振荡器
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电容反馈三点式振荡器课程设计.doc 11页
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电容反馈三点式振荡器课程设计
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电容反馈三点式振荡器
随着社会的发展，通讯工具在我们的生活中的作用越来越重要。通信工程专业的发展势头也一定会更好，为了自己将来更好的适应社会的发展，增强自己对知识的理解和对理论知识的把握，本次课程设计我准备制作具有实用价值的电容反馈三点式振荡器。
振荡器简单地说就是一个频率源，一般用在锁相环中能将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。详细说就是一个不需要外信号激励、自身就可以将直流电能转化为交流电能的装置。一般分为正反馈和负阻型两种。所谓“振荡”，其涵义就暗指交流，振荡器包含了一个从不振荡到振荡的过程和功能。能够完成从直流电能到交流电能的转化，这样的装置就可以称为“振荡器”。
二、总体方案
2.1电路工作原理
本次课程设计我设计的是电容反馈三点式振荡器，而电容反馈三点式振荡器是自激振荡器的一种，因此更好进行设计了。振荡器是不需要外加信号激励，自身将直流电能转换为交流电的装置。凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。
由我们所学过的知识知道，构成一个振荡器必须具备下列一些最基本的条件：
（1）任何一个振荡回路，包含两个或两个以上储能元件。在这两个储能元件中，当一个释放能量时，另一个就接收能量。接收和释放能量可以往返进行，其频率决定于元件的数值。
（2）电路中必须要有一个能量来源，可以补充由振荡回路电阻所产生的损耗。在电容三点式振荡器中，这些能量来源就是直流电源。
（3）必须要有一个控制设备，可以使电源在对应时刻补充电路的能量损失，以维持等幅震荡。这是由有源器件（电子管，晶体管或集成管）和正反馈电路完成的。
对于本次课程设计，所用的最基本原理如下：
（1）振荡器起振条件为AF>1（矢量式），振荡器平衡条件为:AF=1（矢量式），它说明在平衡状态时其闭环增益等于1。在起振时A>1/F，当振幅增大到一定的程度后，由于晶体管工作状态有放大区进入饱和区，放大倍数A迅速下降，直至AF=1（矢量式），此时开始谐振。假设由于某种因素使AF<1,此时振幅就会自动衰减，使A与1/F逐渐相等。
（2）振荡器的平衡条件包括两个方面的内容：振幅稳定和相位稳定 。
我们可以假设横坐标是振荡电压，而纵坐标分别是放大倍数K和反馈系数F，假设因为某种情况使电压增长，这时K.F1的情况，振荡就会自动增强，而又回到平衡点。由此可知结论为：在平衡点，若K曲线斜率小于0，则满足振荡器的振幅稳定条件。过K曲线的斜率为正，则不满足稳定条件。
对于相位稳定条件来说，它和频率稳定实质上是一回事，因为振荡的角频率就是相位的变化率，所以当振荡器的相位发生变化时，频率也发生了变化。
电容三点式振荡器的谐振频率为
f0=1/2π[L(C1C2/C1+C2)]1/2
在实验中可通过测量周期T来测定谐振频率，即
放大器的电压增益可通过测量峰值输出电压Vop和输入电压Vip来确定，即
（4）2N2221A三极管的工作原理
2N2221A三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流控制集电极电流的变化。
但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β（β=ΔIC/ΔIB, Δ表示变化量。），三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。
2.2电路方框图及说明：
（见下页）
滤波网络:滤除电源中的交流成分是外加电源中只含有直流成分，因为振荡器所要求的加在电路上的电能是直流电能，而实际电源很难达到纯粹的直流，所以需要加这样一个电路将其中可能的交流成分滤除。
放大网络：放大网络就是通过加在基极的直流电压来控制集电极的电压输出。放大网络对于靠近谐振频率的信号，有较大的增益，对于远离谐振频率的信号，增益迅速下降。
选频网络：由电感及电容组成的选频网络分为两类，一类是串联谐振回路，另一类是并联谐振回路，回路谐振时，电感线圈中的磁能与电能中的磁能周期性的转换着。电抗元件不消耗外交电动势能量。
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基于Multisim10的克拉泼振荡器的仿真设计(定稿).doc 12页
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1.1Multisim10的介绍 1
1.2正弦波振荡器的现状及发展趋势 2
2.克拉泼振荡器原理 2
2.1克拉泼振荡器的电路 2
2.2克拉泼振荡器的参数分析 3
2.2.1克拉泼振荡器的起振条件 3
2.2.2克拉泼振荡器的振荡频率 4
2.2.3克拉泼振荡器的参数影响 5
2.2.4克拉泼振荡器的主要特点 5
3.克拉泼振荡器的仿真与调试 6
3.1克拉泼振荡器的仿真分析 6
3.2电容参数改变对波形的影响 9
参考文献 9
基于Multisim10的克拉泼振荡器的仿真设计
XXX，电子信息系
要：随着科学技术的发展，振荡器在各领域中的运用越来越广泛，如通信、电子、航海航空航天等领域扮演重要的角色。本文的主要内容是利用Multisim对克拉泼振荡器进行仿真分析。首先介绍了克拉泼振荡器的由来、电路分析和参数分析，通过对振荡器的各大组成部分的基本原理、功能及应用的分析，从理论上画出合适的电路原理图。然后再利用Multisim对克拉泼振荡电路进行仿真分析，可以得到电路的仿真波形是一串连续的正弦波，改变电路的电容参数，会使正弦波发生失真。
关键词：克拉泼振荡器；仿真；Multisim
The design and simulation of Clapp oscillator based on Multisim10
Lv Wandong, Department of Electronic Information
Abstract: With the development of science and technology,the oscillator is used widely in various fields,such as communication,electronics,maritime aerospace and other fields play an important role.The main content of this paper is to use Multisim simulation analysis of Clapp Oscillator is the major part of the analysis of basic principle,function and application of theoretically draw the right circuit simulation analysis,can get the circuit simulation waveform is a sequence of sine wave,change the parameters of the capacitance of the circuit,can make sine wave distortion occurs.
Key words: Clapp O S Multisim
1.1Multisim10的介绍
Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具，使用于班级模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形出入，电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，为适应不同的应用场合，Multisim推出了许多版本[1]。而Multisim10是最新的版本，它是一个原理电路设计、电路功能测试的虚拟电路仿真软件，一个虚拟电子实验室。软件可以虚拟设计测试和演示各种电子电路（电工学、模拟电路、数字电路等），能够进行详细的电路分析功能，以帮助设计人员分析电路的新能。Multisim10是学习电子设计专业必备的软件[2]。
1.2正弦波振荡器的现状及发展趋势
正弦波振荡器是指在没有输入信号控制的情况下就能自动地将直流能量转换为特定频率和振幅的正弦交变能量的电路。正弦波振荡器广泛用于各种电子设备中。例如，无线发射机中的载波信号源，超外差式接收机中的本地振荡信号源，电子测量仪器中的正弦波信号源，数字系统中的时钟信号源[3]。在这些应用中，对振荡器提出的要求主要是振荡频率和振荡振幅的准确性和稳定性，其中尤以振荡频率的准确性和稳定性最为重要。正弦波振荡器的另一类用途是作为高频加热设备和医用电疗仪器中的正弦交变能源。在这类应用中，对振荡器提出的要求主要是高效率地产生足够大的正弦交变功率，而对振荡器的准确性和稳定性的要求一般不苛求，本文讨论的是前一类用途的振荡器。从早期的真空管时代到后期的晶体管时代，无论是理论上还是电路结构和性能上，无论是体积上还是制作成本上无疑都取得了飞跃性的进展[4]。
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