详解振荡电路的设计集锦—电路图天天读（267）

  串联谐振电容三点式电路（又称克拉泼电路）具有输出波形、稳定性较好，频率调节较为方便。压控晶体振荡器由于晶体的Q值高、老化效应小和温度系数较小等特点，而具有较高的短期和长期频率稳定度。压控晶体振荡器调谐的范围在数量级，调谐范围很窄。为扩大压控晶体振荡器的调谐范围，常采用串联压控晶体振荡器和在晶体上并接电感等方法，但都以牺牲振荡器频率稳定度为代价。

  这两种方法电路结构最简单，成本不高，但是调试不太方便，稳定性不是很好。

  该类电路属于低频宽带通用形压控多谐振荡器。其中心频率通过外接定时电容和电阻实现，电源电压范围较宽，优点是线形度好，可控范围宽，缺点是频率稳定度底，易受温度和电源电压变化的影响，最高工作频率只1MHz左右。

  该类集成电路采用二极管作负载，Ud较小，采用对称结构的三极管工作在共基接法，直接耦合正反馈较强，振荡频率较高，压-频特性较好，且调整方便，输出最高频率可达155MHz。

  这种振荡器有众多的集成电路存在，由于采用ECL工艺，所以最高工作频率能达到几百MHz，且电路简单，稳定性高，调试方便。比较以上四种方案，从电路结构、稳定性、频率上限、调试难易程度、构建系统的费用等方面比较，方案四明显优于另三套方案。实现方案四的集成电路很多，在此，作者采用Motorala公司生产的LC负阻

  型压控振荡器MC1648，该芯片的使用比较广泛，购买较为方便。其外部电路结构相对比较简单、稳定性高，故本系统采用采用这种结构。

  MC1648是单片集成的射极耦合振荡器，输出MECL电平。电路工作时，外接电感L和电容C的并联谐振回路即可形成固定频率的振荡器。若外接变容二极管，控制变容管的直流偏置即可构成LC压控振荡器。MC1648的工作电源为5v或负5.2V。最高工作频率可达225MHz.几种常见的变容管连接方式和相应的压控特性见下图，其中（a）（b）为单管连接，控制电压加到变容管，其作用是限流。（c）采用双管背对背连接，其工作频率高，压控特性也好，本系统采用此种结构。电路的5端为AGC。改变AGC的电位，则振荡幅度改变，经放大输出的波形也不一样。通过AGC调节，电路能输出正弦波，也可以输出方波。

  振荡器是系统产生频率的关键，决定着输出波形是否失真，以及输出幅度的大小。因为是高频电路，所以对电源的要求比较高，常需要对电源做处理才能，比如加电感电容来滤波，既可以有效的预防低频变压器对振荡器的干扰，也可以有效的预防振荡器通过电源对其他电路的干扰。在进行这些处理后，一般还要加金属屏蔽外罩，才有更好的效果。 根据选用的变容二极管2CC12B，其最大工作频率为50MHz，由于采用较合适的结构设计，本系统实际工作频率为8~68MHz，输出频率范围达60MHz，但是要通过改变电感来实现。

  用555时基电路可组成各种各样的形式的自激式多谐振荡器，其基本电路如图a所示。当电路刚接通电源时，由于C来不及充电，555电路的②脚处于零电平，导致其输出③脚为高电平。当电源通过RA、RB向C充电到VcVcc时，输出端③脚由高电路平变为低电平，电容C 经RB和内部电路的放电开关管放电。当放电到VcVcc时，输出端又由低电平转变为高电平。此时电容再次充电，这种过程可周而复始地进行下去，形成自激振荡。图（b）给出了输出端及电容器C上电压的波形。

  555是一个综合了数字电路与模拟电路特点于一身的集成电路，在一些与时间相关的电路上得到普遍的应用。主要的设计要点是，利用电容C1的充放电，得到不同的电平，555里面的两个比较在不同电平间翻转，进而给RS触发器提供输入，从而输出谐振方波来。而输出的频率，可以用下面的公式计算：1.44/（R1 + 2R2）C1。

  编辑点评：由谐振回路输出的信号-经射极输出器至甲类放大器，再经由丙类放大，级间由LC回路耦合，起选频和阻抗匹配作用。末级输出回路由带通及低通滤波构成，以净化输出波形，并与负载进行匹配，以达到输出功率与效率的较好结合。