基于Multisim的西勒振荡器设计与仿真

大C3，该电路就失去了频率稳定度高的优点。反之，C3选的太小的缺点是，使接入系数Pce降低，振荡幅度就比较小了。通过Multisim 10.1仿真可知，随C4接入比例逐渐增大，输出信号频率逐渐减小，但输出波形振幅保持8.00 V不变。

理论上，根据振荡频率计算式，求得≈423.85 kHz。测量值和理论值之间有误差。产生误差主要原因有：游标以格为单位，因此读数时选取的幅值最大的点与实际有差别;电阻、电容本身就存在误差，而且正弦振荡器存在系统误差。

2.2.2 反馈特性

通过调整电容C2值可以观察电路的反馈特性，数据记录如表1所示。随着电容C2值逐渐增大，保证振荡幅度的稳定，输出信号振幅逐渐减小，起振直至进入平衡状态所需的

时间加长。因为C3是固定电容，所以谐振回路反映到晶体管输出端的等效负载变化缓慢;C1不变，随C2值增大，故反馈系数减小。

C2=10 nF、40 nF时的仿真输出波形如图5(a)、(b)所示。

2.2.3 负载特性

调整可变电阻R4的接入比例，能够改变振荡器的负载大小，记录表2所示数据。R4的接入比例越大，输出信号峰峰值越大，频率基本保持不变。当R4接入电路超过50%后，振荡频率相对不稳定，输出正弦波波形平滑度降低，呈现较多毛刺，波形失真。当输出正弦波形失真时，还应在Multisim下进行交流分析和噪声分析。

“交流分析”用来计算线性电路的频率响应。在交流分析中，首先通过直流工作点分析计算所有非线性元件的线性、小信号模型，然后建立一个包含实际和理想元件的复矩阵。所有的输入源信号都将用设定频率的正弦信号代替。在进行交流分析时，电路信号源的属性设置中必须设置交流分析的幅值和相角，否则电路将会提示出错。“噪声分析”指噪声对电路的影响。噪声是减小信号质量的电的或电磁的能量。通过建立一个电路的噪声模型，再进行类似于交流分析的仿真分析。Multisim可建立热噪声、闪粒噪声、闪烁噪声3种噪声模型。在进行仿真分析前，先观察电路选择输入噪声参考源、输出节点和参考点。

2.2.4 频率稳定度

图1电路的振荡频率为f1=404.978 kHz，为了分析西勒振荡器的频率稳定度的高低，在该电路的电容C2两端并联一个10 nF的电容，观察此时振荡器振荡频率的变化情况，如图6所示，测得此时该电路振荡频率为f11=405.067 kHz，该振荡电路的频率相对变化量，该参数为判断西勒振荡器的频率稳定度的有效数据。

3 结论

使用Multisim 10.1软件，达到了设计振荡频率为404.978 kHz、峰峰值为8.00 V的西勒振荡器电路的基本要求，通过调整相关参数，直观分析了频率特性、反馈特性、负载特性变化规律，电路的频率稳定度较好。借助仿真软件的整个教学过程，形式生动，学生兴趣浓，积极性高，理解力增强，易于接受。Multisim应用于高频电子线路教学有极大的灵活性和优越性。运用Multisim软件设计电路，省时省力省钱，极大地提高了电路设计的效率和质量。由于西勒电路频率稳定性好，振荡频率可以较高，做可变频率振荡器时其频率覆盖范围宽，波段范围内幅度比较平稳，因此在短波、超短波通信机、电视接收机等高频设备中得到非常广泛的应用。