器,它决议了振动频率并供给振动继续反应。尽管您能很简单地为额定频率核算总,但求解耦合系数k或许需求实验性(即“试算”式)优化。本规划实例介绍了一种可供挑选的,使您能在构建原型之前树立
图1a和图1b显现了哈特利振动器的等效调谐电路、核算其元件的公式,以及针对18MHz振动器的元件值。互感为LM=k√L1×L2。关于等效电路,公式依次是:LA=-LM、LB= L2-LA=L2+LM、LC=L1-LA=L1+LM。等效电路的其他公式是:
惋惜的是,真实等效的电路需求负电感LA。不过,关于谐振频率 f0邻近的频率,可以用电容器来替代这个负电感器,CA替代了 LA(图 1c)。请注意:等效电路的求解疏忽了寄生绕组电阻和电容。
图 2 描绘了一个运用等效电路的振动器兼输出缓冲器。构建的该电路在功能方面大体与您对初始 Spice 模仿的希望共同。在测验期间,几个元件的值需求调整,而且 Spice 剖析的屡次迭代终究发生了终究规划。振动器的振动回路由 LB、LC、C4和 C5组成,外加分压器 C6、C7和 C8供给的电容。这个约为 6 pF 的电容包括 Q1和 Q2的输入电容和一些杂散电容。66 pF 的总振动电容挨近 67 pF 核算值。连接到调谐电路的各个电容器具有陶瓷电介质结构和 NP0 温度系数。
电感器 LB和 LC由空气芯线圈组成,其轴彼此笔直,以便尽量减小寄生耦合。可是,振动会影响它们的电感,而且在终究规划中,二者都应该由电介质或环形磁芯上的绕组组成,条件是环形磁芯的电感温度系数关于预订应用是可接受的。参考文献 1 供给了两个电感器的根本规划,而且假如调整其线圈匝距离,就能把振动器调整到刚好 18 MHz。关于更严厉的规划,可以在装置前丈量各个电感器,但寄生效应或许要从头调整各电感器的值。
由 C6、C7和 C8组成的电容式分压器把恰当的信号电平施加到 Q1和 Q2。因为分压器把振动回路的有用电容只“看作”6 pF,因而假如规划需求一个可调谐振动器,则剩下的 60 pF 可构成一个可变电容器。在本例中,假如振动器需求一个超越 ±2 MHz 的调谐规模,则由 Q3及其相关元件组成的输出级将需求改善,以便供给更大带宽。
电容器 C3把 Q1的Gate2自举到 Q1的源极,以便供给来自Q1的额定增益,并把其Gate1输入电容降至约为 2.1 pF 的值之下(参考文献 2)。8.3mH 电感器 L2连接到 Q1的源极,并在 18 MHz 出现了较高的阻抗,经过 R3供给一条从 Q1的源极到地的直流途径。L2在 18 MHz 的阻抗包括了约为 940Ω 的感抗,后者与约为 3.5 kΩ 的电阻并联,这导致了一个具有低电阻损耗的扼流圈。可以用较小的电感器替代 L2,条件是它的电感和电抗挨近原始值。可以正常的运用具有规范值的8.2mH扼流圈作为L2,条件是它的电阻损耗契合这些低损耗原则,而且它的固有串联电阻不超越2Ω,以防止打乱 Q1的直流偏置电压。针对 L1的扼流圈的电感和谐振不如针对 L2的那些值要害,但在 L1运用具有低电阻损耗的扼流圈可协助防止寄生谐振。
源极跟从器 Q2驱动输出级,后者运用 pi 匹配网络来把 50Ω 输出负载变换成 Q3集电极处的 285Ω。以 Q2的输出电压的一半来自举其Gate2,就能添加源极跟从器的增益和动态规模,并下降其输入电容。电位器 R5在 50Ω 负载上调整该电路的输出电平,规模是大约0.9V p-p 至大约1.5V p-p。电路的频率在大约 23℃的安稳室温时保持安稳。别的,即便不向输出端施加负载,输出电平操控电路也保持安稳。关于固定频率振动器,输出电路约等于4的负载电阻损耗在不从头调谐 L3、C16和 C17的前提下供给了满足带宽。
为了把输出电平设在一个安全的最高值,应把一个 50Ω 负载连接到输出端,并把输出调理到 1.5V p-p。关于从零负载到 50Ω 的一切负载,即便输出电压电平随负载电阻一同添加,加到 Q1的漏极至源极电压也会保持在安全水平。为了尽最大或许防止超越 Q1规则的最高 12V 漏极至源极电压,进入 50Ω 负载的输出电压设置不该超越1.5V。请注意:齐纳二极管 D1下降了Q1的漏极电压,以供给额定的安全余量。
在曾经的规划实例中,一个运算放大器和二极管整流电路经过把一个可变电压加到 Q1的 Gate2,操控着振动器的增益(参考文献 3)。在本规划中,一个简略的无源电路起相同效果。Q3集电极信号的一部分驱动着由 D2、D3、C20和 C21组成的电压倍增器。电压倍增器发生一个负电压,其间一部分驱动 R18和 C19的结点,即操控电压节点。该操控电压节点还经过 R17从可变电阻器 R15收到正电压,而且发生的电压设置输出信号电平。在发动时,出现在 Q1的Gate2只要一个正电压,而且 Q1的最大增益很简单发动振动器。当输出抵达安稳状况时,操控电压会下降,使振动保持在输出电平操控值决议的信号电平上。