电压操控LC振荡器原理及制造方法_米乐米6

2003年全国大学生电子规划比赛试题中的A题，要求规划并制造一个。本文对几种采取了比较多的计划进行简练的分析。

应将根本部分和发挥部分考虑。明确要求规划制造两个可彼此独立的部分：一是制造15~35MHz的频率距离100kHz步进调整和指定频率设置的LC振荡器；二是作业于30MHz点频的高效高频功率放大器。队员需掌握好以下两点：

（1）输出信号振幅安稳(Up-p=10.1V)，波形无显着失线）输出信号的频率规模要为15~35MHz，且作业频率可按最小频率距离的整数倍数值在规模内恣意预置，一起在预置频率点上能以最小频率距离步进增、减输出信号的频率；（3）显现预置的频率和输出信号的丈量频率及输出信号Vp-p数值；（4）LC振荡器作业于短波的高端，要做好信号缓冲阻隔和电磁屏蔽，要做好元器件固定和电源及操控信号的净化。

（1）信号源是LC振荡器，功率放大器输入要不影响LC振荡器功用；（2）功率放大器是作业于30MHz点频，无带宽要求，尽可能做窄带功率放大；（3）只能是在单电源E=12V条件下作业，并且要求在纯阻负载和一个等效的容性负载的纯阻部分得到无显着失真正弦波的功率Po20mW；（4）进步功率放大器功率需选丙类高频功率放大器；（5）滤波匹配网络要处理好在纯阻负载和容性负载时的匹配。宁可让高频功率放大器作业在略过压状况，而不要作业在欠压状况。

LC振荡器频率发生选用的计划有四种：开环频率组成有电压频率组成和直接数字频率组成（DDS）；闭环频率组成有锁相环频率组成和含AFC的电压频率组成。

LC振荡器稳幅选用的计划有三种：分立元件BJT或FET的AGC、数字电位器AGC、数模混合AGC。

①开环频率组成中的电压频率组成，其原理方框图如图1所示。其根底原理是依据预置数值由单片机发生相应的数字量，经过D/A转化器发生操控电压去操控VCO中的变容二极管完结电调改动VCO的作业频率。计划的特色是电路简略、经济，输出频率能接连调整，但作业频率安稳度较低（能到达10-3要求）。最主要的是变容二极管压控特性存在非线性，压控灵敏度不一致，跟着外加电压添加，压控特性曲线斜率逐步变小，变容二极管压控灵敏度将下降，然后带来了预置量与数字量改换的规划和调整困难，一起还要求D/A的分辨率较高。

根本原理是使用计算机查寻表格上所存储的正弦波取样值，正弦波的数字量经过D/A转化发生模拟量的正弦波信号。由改动查表速度来改动信号频率。用预置于RAM存储器中所需波形的量化数据，依照操控字要求，以K为步进，对相位增量进行累加，以累加相位值作为地址码来读取存放于波形存储器内的波形数据，经D/A和滤波发生所需信号。直接数字频率组成具有相对带宽很宽，在15~35MHz内无需分波段，转化时间短，频率分辨率比较高的长处。但电路杂乱，不经济。

③闭环频率组成中的带AFC电压频率组成，其原理方框图如图3所示。根底原理是由单片机对输出信号的频率做丈量，由这一频率量（丈量量）同所需的频率量（预置量）进行比较处理，发生数字增量，在预置量的根底上构成一个操控的数字量经D/A转化去操控VCO中的变容二极管来完结电谐和AFC功用。AFC是由预置频率数字量同实测频率数字量增量来完结的。这一计划的特色是充沛的使用电路资源，且简略、频率安稳度较高、调整便利、频率可接连调整，但AFC时间长。

其作业原理是使用单片机把预置频率量及步进量来发生分频比的操控数字量，别离改动程序分频器和参阅分频器的分频比。VCO的输出信号频率经前置分频（固定分频）、程序分频（可变分频）得到的频率特征信号与参阅频率（晶体振荡器）经参阅分频器输出的基准频率在鉴相器鉴相，发生差错电压经低通滤波器滤波来操控VCO的变容二极管，改动VCO的作业频率，一旦进入鉴相器的两个信号频率相同，则鉴相输出一固定的电压，然后VCO安稳地作业在预置频率上。经过单片机操控程序分频器和参阅分频器的分频比，来改动VCO输出信号的频率以及频率调整的频率距离。锁相频率组成具有频率安稳度高，准确度好的特色。但输出信号频率不能接连可调，只能以频率距离步进调整和按频率距离的整倍数值设置。