壓控振蕩電路的設計

　　方案一：分立器件組成的壓控振蕩器

　　串聯諧振電容三點式電路（又稱克拉潑電路）具有輸出波形、穩定性較好，頻率調節較為方便。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較小等特點，而具有較高的短期和長期頻率穩定度。壓控晶體振蕩器調諧的范圍在數量級，調諧范圍很窄。為擴大壓控晶體振蕩器的調諧范圍，常采用串聯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定度為代價。

　　這兩種方法電路結構比較簡單，成本不高，但是調試不太方便，穩定性不是很好。

　　方案二：積分-施密特觸發器型壓控振蕩器

　　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，電源電壓范圍較寬，優點是線形度好，可控范圍寬，缺點是頻率穩定度底，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，采用對稱結構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，穩定性好，調試方便。比較以上四種方案，從電路結構、穩定性、頻率上限、調試難易程度、構建系統的費用等方面比較，方案四明顯優于另三套方案。實現方案四的集成電路很多，在此，作者采用Motorala公司生產的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。其外部電路結構簡單、穩定性好，故本系統采用采用這種結構。

　　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的并聯諧振回路即可形成固定頻率的振蕩器。若外接變容二極管，控制變容管的直流偏置即可構成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.幾種常見的變容管連接方式和相應的壓控特性見下圖，其中（a）（b）為單管連接，控制電壓加到變容管，其作用是限流。（c）采用雙管背對背連接，其工作頻率高，壓控特性也好，本系統采用此種結構。電路的5端為AGC。改變AGC的電位，則振蕩幅度改變，經放大輸出的波形也不一樣。通過AGC調節，電路可以輸出正弦波，也可以輸出方波。

　　振蕩器是系統產生頻率的關鍵，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。 根據選用的變容二極管2CC12B，其最大工作頻率為50MHz，由于采用較合適的結構設計，本系統實際工作頻率為8~68MHz，輸出頻率范圍達60MHz，但是要通過改變電感來實現。

　　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腳由高電路平變為低電平，電容C 經RB和內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變為高電平。此時電容再次充電，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，進而給RS觸發器提供輸入，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-經射極輸出器至甲類放大器，再經由丙類放大，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合。
電子發燒友《智能工業特刊》，更多優質內容，馬上下載閱覽

?