壓控振蕩器電路圖設計

實現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，討論分析了跨導放大器-電容（OTA—C）連續(xù)時間型濾波器的結構、設計和具體實現(xiàn)，使用外部可編程電路對所設計濾波器帶寬進行控制，并利用ADS軟件進行電路設計和仿真驗證。仿真結果表明，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為1～26 MHz，阻帶抑制率大于35 dB，帶內(nèi)波紋小于0．5 dB，采用1．8 V電源，TSMC 0．18μm CMOS工藝庫仿真，功耗小于21 mW，頻響曲線接近理想狀態(tài)。

壓控振蕩器設計要點

壓控振蕩器一般分為晶體壓控振蕩器和LC壓控振蕩器對于各種用途的晶體壓控振蕩和LC壓控振蕩，設計時應考慮的指標大體上可以分為以下幾個方面：

1、用運算放大器構成以壓控振蕩電路（VCO）將模擬電壓轉(zhuǎn)換成頻率。

2、對上述頻率進行計數(shù)并顯示（用兩位數(shù)碼管即可）。

3、模擬電壓可以是直流源，也可以是鋸齒波。

4、運算放大器構成的積分器和滯回比較器。

5、利用74ls160D芯片級聯(lián)來連接兩個數(shù)碼管。

元器件清單及簡介

2.1電路元器件的選擇

壓控振蕩器部分元器件介紹

電阻，它是導體的一種基本性質(zhì)，與導體的尺寸、材料、溫度有關。電阻的基本單位是歐姆，用希臘字母“?”表示。有這樣的定義：導體上加上一伏特電壓時，產(chǎn)生一安培電流所對應的阻值。電阻的主要職能就是阻礙電流流過。它的作用有限流，分流，分壓。

穩(wěn)壓二極管的作用，穩(wěn)壓二極管也稱齊納二極管或反向擊穿二極管，在電路中起穩(wěn)定電壓作用。它是利用二極管被反向擊穿后，在一定反向電流范圍內(nèi)反向電壓不隨反向電流變化這一特點進行穩(wěn)壓的。

二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，導通電阻很??；而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。

所謂電容，就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電， 當然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結構非常簡單，主要由兩塊正負電極和夾在中間的絕緣介質(zhì)組成，所以電容類型主要是由電極和絕緣介質(zhì)決定的。

運算放大器（常簡稱為“運放”）是具有很高放大倍數(shù)的電路單元。在實際電路中，通常結合反饋網(wǎng)絡共同組成某種功能模塊。運放是一個從功能的角度命名的電路單元，可以由分立的器件實現(xiàn)，也可以實現(xiàn)在半導體芯片當中。

設計原理分析

壓控脈沖波發(fā)生器

脈沖波發(fā)生電路在測量、自動控制、通訊、無限電廣播和遙控等技術技術領域有著廣泛的應用，甚至在收音機、電視臺和電子表等日常生活用品也離不開它?？傊}沖波發(fā)生電路廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)、科學實驗和日常生活等各個領域中。

壓控鋸齒波發(fā)生器電路設計仿真

此電路直流源輸入的壓控振蕩電路，直流源經(jīng)過積分器得到一個uo1的波形為鋸齒波，然后鋸齒波經(jīng)過一個滯回比較器把鋸齒波轉(zhuǎn)變成脈沖波。積分器由電阻和電容以及運算放大器組成。滯回比較器由電阻和穩(wěn)壓二極管組成。滯回比較器可用于產(chǎn)生矩形波、三角波和鋸齒波等各種非正弦波信號，也可用于波形交換電路。用于控制系統(tǒng)是，滯回比較器的優(yōu)點是抗干擾能力強。當輸入信號受干擾或噪聲的影響而上下波動時，只要根據(jù)干擾或噪聲電平適當調(diào)整滯回比較器兩個門限電平UT+和UT-的值，就可以避免比較器的輸出電壓在高、低電平之間反復跳變。

當集成運放反向輸入端和同向輸入端的電位相等，即U+=U_時，輸出端的狀態(tài)將發(fā)生跳變。 其中U_=UI

最后把得到的脈沖波經(jīng)過74ls160D兩個芯片級聯(lián)兩個顯示頻率的數(shù)碼管。 在輸出端利用示波器觀察波形，電壓表測量輸出電壓，頻率計測量頻率。仿真分析電路如圖3.1所示。

此圖為uo的波形圖，是個小的矩形脈沖圖此電路仿真圖參照模擬電子技術P460也電路圖，輸出的uo1為鋸齒波uo為矩形脈沖波，由于存在電阻阻值個其他因素的影響，脈沖不是太大，但是符合題目和老師的要求。

設計中的問題及改進

本次課程設計所設計的方案基本上能滿足要求。波形基本上沒有失真，測得的頻率和理論值很接近，輸出電壓也在規(guī)定的范圍內(nèi)。該電路由一個滯回比較器和積分器組成。集成運放和電阻集成運放和電阻R4和R5組成滯回比較器，但該設計也有一定得問題，在計算時由于沒有考慮二極管的導通電阻，因此計算的理論值和實際測得的數(shù)值會有一定的差距，而且還會因此產(chǎn)生一定的波形失真。由于二極管的導通電陰不可能為0，因此，選用不同的二極管會產(chǎn)生不同的結果，有時甚至會產(chǎn)生非常大的的偏差，波形嚴重失真。所以，在試驗過程中要選擇合適的二極管。使得因為二極管而產(chǎn)生的偏差盡量減小。試驗之初用的是-3V的直流源，脈沖波形非常小，頻率跳變太快，后來換成-9V的直流源后鋸齒波和脈沖波即為uo1和uo的波形，逐漸與理論值接近，波形越來越清晰。

總 結

在這次課程設計過程中，我也遇到了很多問題。比如在剛開始仿真時，矩形波發(fā)生電路畫出來之后，仿真結果是輸出波形是一條直線，頻率計和電壓表均沒有示數(shù)。接下來，我就仔細地檢查了一遍又一遍，最后終于在參考資料和同學的幫助下終于成功地仿真了結果。第二步，對上述頻率進行計數(shù)顯示時，我們總是沒理解概念，選錯了兩次的器件，最后還是在老師的指導慢慢解決的。

這次課程設計讓我學到了很多有用的東西，我不僅是鞏固了先前學的模電的理論知識，而且也培養(yǎng)了我的動手操作能力，讓我學到了很多電腦上的應用技巧，這是我以前很少接觸的。更為重要的是這次課程設計開拓了我的視野，使我的創(chuàng)造性思維得到拓展。我感受到了知識的奧妙和學習的樂趣。此外，這也將對我以后踏上工作崗位也有一定得幫助。所以我希望今后類似這樣的課程設計，類似這樣的鍛煉機會能更多些！