LC振荡器的电压控制

简介：
本文章详细介绍了LC振荡器的工作原理及其电压控制机制，探讨了如何通过调整外部电压来改变其工作频率和稳定性。适合电子工程爱好者和技术人员阅读。 本设计主要包括锁相环频率合成器、幅度稳幅控制模块、可调幅度控制模块、高频功率放大器及单片机键盘显示处理等部分，实现了输出正弦波的频率在15MHz至100MHz范围内连续调节，步进为5KHz，稳定度达到10^-6；同时支持峰峰值从0.5V到8V之间连续调整，每级变化为10mV。当信号幅度保持在1V时，在单电源供电（电压：12V）条件下对30MHz固定频率进行功率放大处理，并能在纯电阻和容性负载上输出至少35mW的功率。 设计中采用的是通过改变施加于LC谐振回路上的电压来调整工作频率的电子振荡器，广泛应用于通信、雷达及测试设备等领域。本段落详细探讨了该类型的振荡器的设计原理、扩展频段的方法以及控制电压生成技术。 核心组件为由电感（L）和可变电容组成的LC谐振电路，在本设计中使用变容二极管作为调幅元件，其容量随施加的电压变化而改变。文中提出了三种设计方案，并最终选择了集成压控振荡器MC1648芯片，该器件提供优良的频率响应及稳定的输出波形。 为扩展频率范围，本段落介绍了两种方法：波段切换和混频技术。前者通过单片机控制继电器来选择不同的电感元件以覆盖从15MHz到100MHz的频段；后者则利用混频器将信号转换至所需频带内。考虑到电路复杂性和成本因素，文章选择了更为简单的波段切换方法。 锁相环（PLL）技术被用于产生控制电压。PLL是一种闭环控制系统，包括鉴相器、压控振荡器、分频器和滤波元件等部分。鉴相器比较输入参考信号与VCO输出的相位差，并生成误差信号以调整VCO的工作电压，从而确保两者频率同步。通过调节M/N值实现精细步进控制功能，在文中使用了MC145152作为PLL芯片。 总体设计涵盖了单片机AT89C52及可编程逻辑器件（如EPM7064、CPLD等），以及LC压控振荡器、锁相环频率合成单元和幅度调整模块。其中，锁相环路部分采用MC145152芯片实现从15MHz至100MHz的输出频谱覆盖，并且步进为5KHz；信号经过可调幅控制模块后能够支持峰值电压在0.5V到8V之间的连续变化和每级调整精度达10mV。最后，功放单元采用推挽电路结构，在纯电阻或容性负载条件下可以提供超过35mW的功率输出。 综上所述，该设计融合了电子振荡理论、频率合成技术以及锁相环原理等多项学科知识，并通过合理选择和配置各组件实现了具有高精度及宽频带特性的正弦波信号生成。在实际应用中（如无线通信设备、频率发生器等），这种设计方案具备重要的实用价值。