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            具有自動電平控制及干凈正弦波輸出的18MHz 穩(wěn)定振蕩器

            作者: 時間:2005-09-08 來源:網(wǎng)絡 收藏
            這個最新設計實例介紹了一種以少量無源器件來設計簡單的高頻LC的方法。但為獲得最佳結(jié)果,的實際硬件設計需要更多的器件且更為復雜。圖1顯示一種幅度以及能提供較低諧波含量正弦波緩沖的(參考文獻2)。此外,本設計實例還用英飛凌科技公司(Infineon Technologies)的廉價BF998型雙柵極 MOSFET 替換了原來的JFET振蕩器,該雙柵極 MOSFET可從 DigiKey 及其它公司購買。
              該電路的核心包括一個哈特雷(Hartly)振蕩器Q1。為減小負載,用一個10kΩ的電阻器將Q1的源極耦合至源極跟隨器JFET Q2的高輸入阻抗柵極上。然后,Q2驅(qū)動BJT(雙極型晶體管) 射極跟隨器Q3,該跟隨器反過來又驅(qū)動 BJT 放大器Q4。環(huán)形磁芯變壓器T1將Q4的輸出耦合至50Ω負載,以提供2.61Vp-p或12.3 dBm。Spice電路仿真預計有一個幅度低于基頻35dB的二次諧波。二次諧波幅度超過所有更高次的諧波幅度,且示波器測量顯示出50Ω負載兩端的看上去很的正弦波。
              為給放大器提供良好的端接并仍可獲得7.3 dBm(1.47 Vp-p),例如,要驅(qū)動一個二級管環(huán)形混頻器,您可以在輸出變壓器T1與負載之間插入一個 50Ω的 5dB墊片。電阻R2 用于調(diào)整射頻輸出,且為了提高性,您還可以用低溫度系數(shù)金屬膜固定電阻器組成的固定電阻分壓器來取代R2。Q4集電極的部分信號通過C7及R9驅(qū)動JFET源極跟隨器Q5的柵極。二極管 D1對信號進行整流,該信號通過濾波后輸入運放IC1的反相輸入端。電阻器R1與低溫度系數(shù)電位器R2將12V電源分路,來給IC1的正向輸入端提供一個直流參考電壓,并設定輸入信號的。濾波后,IC1的直流輸出驅(qū)動Q1的柵極2,以設定器件的增益進而射頻輸出。


              可用連接至線圈L1中心抽頭的微調(diào)電容C18來精確調(diào)整振蕩器的頻率。如果頻率穩(wěn)定性的降低程度可以接受,則可以用低成本的陶瓷微調(diào)器來代替C18?;钊臀⒄{(diào)器價格相當昂貴且不如陶瓷微調(diào)器容易得到,但典型陶瓷微調(diào)器所展現(xiàn)出的溫度系數(shù)至少要比活塞型微調(diào)器差一個數(shù)量級。為使振蕩器在以外頻率下工作,可將 L1的電感與C12、C13、C16、C17及C18增大18/fOSC2倍。其中,fOSC2為新的MHz頻率。調(diào)整Q1源極連接的抽頭,以便將其保持在從電感接地端開始的線圈總數(shù)的大約 20% 處。
              您可以用一個13pF的電容器來代替由 C12及C13組成的串聯(lián)電容器組,并可用一個2.5pF的電容器來代替C14與C15。如果您想要重新設計電路以獲得不同輸出頻率,則可調(diào)整C14與C15或其單個電容器替換的電容值,以得到足夠的電容量來確保在所有預期工作條件下能可靠地啟動。但還應注意,使用兩個電容器C16和C17與使用溫度穩(wěn)定(NP0 特性)的陶瓷介質(zhì)電容器C12至C17一樣,有助于減少啟動漂移。緩沖放大器Q2至Q4需要進行改動,以便在大約 25 MHz以上的頻率工作。
              經(jīng)過良好調(diào)整的外部直流電源(圖中未繪出)可為電路提供 12V、-12V及8V 電壓。為維持高度穩(wěn)定并保持 Q1的 12V 最大漏-源電壓指標,振蕩器只能使用8V電源。在22℃恒定環(huán)境溫度下并使用規(guī)定元件,在經(jīng)過最初10分鐘預熱后,振蕩器頻率在1小時內(nèi)的平均漂移速率為每分鐘-2~-3 Hz。


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