目 录

摘 要 ........................................... 1

关键词 ........................................... 1

1.引言 ........................................... 1

1.1Multisim10的介绍 ........................................................................................................................ 1

1.2正弦波振荡器的现状及发展趋势 ............................................................................................... 2

2.克拉泼振荡器原理 ............................... 2

2.1克拉泼振荡器的电路 ................................................................................................................... 2

2.2克拉泼振荡器的参数分析 ........................................................................................................... 3

2.2.1克拉泼振荡器的起振条件 ................................................................................................... 3

2.2.2克拉泼振荡器的振荡频率 ................................................................................................... 4

2.2.3克拉泼振荡器的参数影响 ................................................................................................... 5

2.2.4克拉泼振荡器的主要特点 ................................................................................................... 5

3.克拉泼振荡器的仿真与调试 ....................... 6

3.1克拉泼振荡器的仿真分析 ........................................................................................................... 6

3.2电容参数改变对波形的影响 ....................................................................................................... 9

总结 ............................................. 9

参考文献 ......................................... 9

致 谢 ........................................... 11

1 基于Multisim10的克拉泼振荡器的仿真设计

XXX，电子信息系

摘 要：随着科学技术的发展，振荡器在各领域中的运用越来越广泛，如通信、电子、航海航空航天等领域扮演重要的角色。本文的主要内容是利用Multisim对克拉泼振荡器进行仿真分析。首先介绍了克拉泼振荡器的由来、电路分析和参数分析，通过对振荡器的各大组成部分的基本原理、功能及应用的分析，从理论上画出合适的电路原理图。然后再利用Multisim对克拉泼振荡电路进行仿真分析，可以得到电路的仿真波形是一串连续的正弦波，改变电路的电容参数，会使正弦波发生失真。

关键词：克拉泼振荡器；仿真；Multisim

The design and simulation of Clapp oscillator based on

Multisim10

Lv Wandong, Department of Electronic Information

Abstract: With the development of science and technology,the oscillator is used

widely in various fields,such as communication,electronics,maritime aerospace and

other fields play an important role.The main content of this paper is to use Multisim

simulation analysis of Clapp Oscillator is the major part of the analysis of basic

principle,function and application of theoretically draw the right circuit simulation

analysis,can get the circuit simulation waveform is a sequence of sine wave,change

the parameters of the capacitance of the circuit,can make sine wave distortion occurs.

Key words: Clapp Oscillator; Simulation; Multisim

1.引言

1.1Multisim10的介绍

Multisim是Interactive Image Technologies公司推出的以Windows为基础的仿真工具，使用于班级模拟/数字电路板的设计工作。它包含了电路原理图的图形出入，电路硬件描述语言输入方式，具有丰富的仿真分析能力，为适应不同的应用场合，Multisim推出了许多版本[1]。而Multisim10是最新的版本，它是一个

2 原理电路设计、电路功能测试的虚拟电路仿真软件，一个虚拟电子实验室。软件可以虚拟设计测试和演示各种电子电路（电工学、模拟电路、数字电路等），能够进行详细的电路分析功能，以帮助设计人员分析电路的新能。Multisim10是学习电子设计专业必备的软件[2]。

1.2正弦波振荡器的现状及发展趋势

正弦波振荡器是指在没有输入信号控制的情况下就能自动地将直流能量转换为特定频率和振幅的正弦交变能量的电路。正弦波振荡器广泛用于各种电子设备中。例如，无线发射机中的载波信号源，超外差式接收机中的本地振荡信号源，电子测量仪器中的正弦波信号源，数字系统中的时钟信号源[3]。在这些应用中，对振荡器提出的要求主要是振荡频率和振荡振幅的准确性和稳定性，其中尤以振荡频率的准确性和稳定性最为重要。正弦波振荡器的另一类用途是作为高频加热设备和医用电疗仪器中的正弦交变能源。在这类应用中，对振荡器提出的要求主要是高效率地产生足够大的正弦交变功率，而对振荡器的准确性和稳定性的要求一般不苛求，本文讨论的是前一类用途的振荡器。从早期的真空管时代到后期的晶体管时代，无论是理论上还是电路结构和性能上，无论是体积上还是制作成本上无疑都取得了飞跃性的进展[4]。近年来，随着通信电子领域的迅速发展，对电子设备的要求越来越高，尤其是对像振荡器等这种基础部件的要求更是如此。我国在电子通信领域市场潜力非常大，自主研究高性能、高质量、低成本的振荡器市场前景广阔，意义巨大[5]。

2.克拉泼振荡器原理

2.1克拉泼振荡器的电路

克拉泼（Clapp）振荡器是电容三点式振荡器的改进型电路，在电容三点式电路中，要减小极间电容在回路总电容中的比重，可以采用部分接入的方法[6]。在电容三点式振荡器电路的回路中，仅多加一个与1C、2C相串联的电容3C即构成了克拉泼振荡器，图2-1-1（a）和（b）分别是它的实际电路和相应的交流通路。通常3C取值较小，满足31CC，32CC，回路总电容C主要取决于3C。而回路中的不稳定电容主要是三极管的极间电容ceC、beC、cbC，它们又都直接并接在1C、2C上，不影响3C值，结果是减小了这些不稳定电容对振荡频率的影响，而且3C越小，这种影响越小，环路增益就越小，回路标准性就越高，实际

3 情况下，克拉泼电路的频稳度大体上比电容三点式电路高一个量级，可达4510~10[6]。

（a）实际电路 （b）交流通路

图2-1-1 克拉泼振荡电路

2.2克拉泼振荡器的参数分析

2.2.1克拉泼振荡器的起振条件

（a）克拉泼电路 （b）开环电路

图2-2-1 克拉泼电路（a）及其开环电路（b）

在如图2-2-1（a）所示的克拉泼电路中，L、3C的串联支路呈感性，该电路符合三点式电路的组成法则，即与发射极连接的为1C和2C，而不与发射极连接的为感性电抗。该电路满足相位平衡条件。

在×处断开，可以得到如图2-2-1（b）所示的开环电路。它的反馈网络的反馈系数保持不变，仍为'112/()nCCC，'22'beCCC，不同的仅是'0(//)LLeRRR需要通过3C和''1,21212(/())CCCCC的电容分压网络折算到集电

4 极上，折算后的数值为2'2LnR（或'22/Lgn），其中2332/()LnCCC。因此，该电路的振幅起振条件为：'2221/nLigngnng，其中，1/iegr[7]。

2.2.2克拉泼振荡器的振荡频率

克拉泼振荡电路是在电容三点式振荡电路的基础上，采用L和3C的串联电路代替原来的L而构成的。由图2-2-1（b）可知，在工作频率上，L与3C串联支路应等效为一个电感，1C和2C以及并接在1C、2C上的ceC、beC只是整个回路电容的一部分，晶体管以部分接入的方式与归路联接，这样就减弱了晶体管与回路的耦合。由于31CC，32CC，因而回路总电容近似等于3C，振荡器的振荡频率osc为：311oscLCLC，

31231111cebeCCCCCCC。

显然，管子的结电容对osc的影响是很小的，而且3C越小，结电容对振荡频率的影响就越小。但是，由于1C、2C只是整个振荡回路的一部分，晶体管是以部分接入的方式与回路连接，减弱了晶体管与回路之间的耦合。而晶体管的电压反馈系数为：'12beceUCFUC。

如果设回路L两端的等效负载为LR，则集电极负载电阻'LR为2'231LLLCRRpRC，p为回路总阻抗反映到管子ce端的接入系数，其值

23233232123CCCCCpCCCCCC，

可见3C减小'LR也减小，从而导致放大倍数下降，影响起振条件[6]。