制作电压控制LC振荡器原理及实现 - CSDN文库

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制作电压控制制作电压控制LC振荡器原理及实现振荡器原理及实现

2003年全国大学生电子设计竞赛试题中的A题，要求设计并制作一个电压控制LC振荡器。本文对几种采用比较

多的方案进行简洁的评析。

设计制作题意的领会

电压控制LC振荡器应将基本部分和发挥部分综合考虑。明确要求设计制作两个可相互独立的部分：一是制作15~35MHz的频

率间隔100kHz步进调整和指定频率设置的LC振荡器；二是工作于30MHz点频的高效高频功率放大器。队员需把握好以下两

点：

1．对于LC振荡器

（1）输出信号振幅稳定(Up-p=1±0.1V)，波形无明显失真的正弦波；（2）输出信号的频率范围要为15~35MHz，且工作频率

可按最小频率间隔的整数倍数值在范围内任意预置，同时在预置频率点上能以最小频率间隔步进增、减输出信号的频率；

（3）显示预置的频率和输出信号的测量频率及输出信号Vp-p数值；（4）LC振荡器工作于短波的高端，要做好信号缓冲隔离

和电磁屏蔽，要做好元器件固定和电源及控制信号的净化。

2．对于30MHz点频率高效高频功率放大器

（1）信号源是LC振荡器，功率放大器输入要不影响LC振荡器性能；（2）功率放大器是工作于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条件下工作，而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

无明显失真正弦波的功率Po≥20mW；（4）提高功率放大器效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工作在略过压状态，而不要工作在欠压状态。

采用的几种方案评析

设计制作方案根据题意同样分LC振荡器和功率放大器两部分。

1．LC振荡器

LC振荡器频率产生选用的方案有四种：开环频率合成有电压频率合成和直接数字频率合成（DDS）；闭环频率合成有锁相环

频率合成和含AFC的电压频率合成。

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

（1）LC振荡器频率产生方案

①开环频率合成中的电压频率合成，其原理方框图如图1所示。其基本原理是根据预置数值由单片机产生相应的数字量，通过

D/A转换器产生控制电压去控制VCO中的变容二极管实现电调改变VCO的工作频率。方案的特点是电路简单、经济，输出频

率可以连续调整，但工作频率稳定度较低（能达到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，随着外加电压增加，压控特性曲线斜率逐渐变小，变容二极管压控灵敏度将降低，从而带来了预置量与数字量变换的设计

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