图1电容三大式振荡器
方案四：集成电路振荡器。采用压控振荡器芯片MC1648和变容二极管MV209，外接一个LC振荡回路构成变容二极管压控振荡器。只需要调节变容二极管两端的电压，即可改变MC1648的输出频率。由于采用了集成芯片，电路设计简单，系统可靠性高，并且利用锁相环频率合成技术可以使输出频率稳定度进一步提高。
考虑到本设计要求输出波形良好，输出频率稳定及要求频带较宽，故选择方案四，利用压控振荡芯片MC1648和变容二极管MV209,外加一个LC并联谐振回路构成压控振荡器。
2.4.2功率放大器的设计和比较
高频功率放大器有多种形式，有甲类（=180?）、乙类（=90?）、丙类（<90?）、丁类。理论上说导通角越小即导通时间越短，电路工作的效率越高，但为还原初始信号所需的后级电路也越复杂。
甲类互补放大器和乙类放大器适用于线性放大，多用于宽带功率放大，但是效率较低，理论最大值分别为50%和78.5%；丙类和丁类适用于固定频率的放大
（谐振放大）。
按题目要求，需要设计工作在30MHz，输出功率P>=20mw的功率放大器。该放大器属于固定频率上的放大器，丁类在规定时间内较难设计制作，由于放大器效率较高而且容易制作和调试，所以选择用丙类谐振放大器，在丙类放大前加一个甲类放大以产生足够的激励电压，输出大于20mw的效果。 LC振荡器控制信号的实现比较：
方案一：采用普通电压源，通过滑动变阻器改变LC振荡器的输入电压来实现对LC输出频率的控制，这种方案可以实现较小的频率间隔，但实际操作比较困难，且误差较大、稳定度很低。
方案二：采用VCO，函数发生器，如ICL8038。它通过改变外加控制电压，改变芯片内的电容充电电流，从而可以输出一定频率的正弦波。但是其输出的频率较低，而且频率的稳定度底，频率的步进难以控制。
方案三：采用锁相环路技术，利用锁相环，使振荡器（VCO）的输出频率锁定在所需的频率上，从而产生稳定的VCO控制电压，这样大大提高了控制信号的稳定性，而且性能可靠、使用方便以及多功能等优点。
因此，根据本课程设计要求我们采用方案三的设计。 2.4.3频率控制方式的比较
方案一：利用电位器分压电路，通过改变电位器的分压比来改变变容管的反相偏压，从而改变振荡器的振荡频率。该电路的优点是电路结构简单，容易制作。但是电位很难实现对频率的精确控制，且电位器容易磨损，噪声大，受温度的影响也大。
方案二：利用DAC芯片输出控制电压，通过单片机输出数据经D/A器件转换成模拟电压控制振荡器的频率。此电路控制的振荡器频率值的步进精度取决于D/A器件的转换精度。该电路的结构也比较简单，频率调节是数码控制，可以大大减少噪声。在固定的VCO输入电压上，输出频率值是有一定的波动的，使得从DAC输出的数据与实际输出的频率不能一一对应。DAC的调节作用要经过单片机的运算处理，这样就有一个延时的过程，导致频率的自动调整滞后。
方案三：频率合成器
直接式频率合成器：采用直接式频率和成技术，将一个或几个晶体振荡器产
生的标准频率通过谐波发生器产生一系列频率，然后再对这些频率进行倍频、分频或混频，获得大量的离散频率。其组成框图如图2所示。直接式频率合成器频率稳定度高，频率转换时间短，频率间隔小。但系统中需要大量的混频器、滤波器等，体积大，易产生过多杂散分量，而且成本高，安装调试都比较困难。
图2直接频率合成器
模拟锁相式频率合成器：采用模拟锁相式频率合成器技术，通过环路分频器降频，将VCO的频率降低，与参考频率进行鉴相。优点是：可以得到任意小的频率间隔；鉴相器的工作频率不高，频率变化范围不大，比较好做，带内带外噪声和锁定时问易于处理。不需要昂贵的晶体滤波器，频率稳定度与参与晶振的频率稳定度相同。缺点是分辨率的提高通过增加循环次数来实现，电路超小型化和集成化比较复杂。
数字锁相环式频率合成器：采用数字锁相环式频率合成技术，由晶振、鉴频/鉴相（PF/PF）、环路滤波器（LPF）、可变分频器、和压控振荡器（VCO）组成。图3为其组成框图。利用锁相环，将VCO的输出频率锁定在所需要的频率上。可以很好的选择所需要频率信号，抑制杂散分量，并且避免了大量的滤波器，采用大规模的集成芯片，与前两种方案相比可以简化频率合成的部分设计，有利于集成化和小型化。频率合成采用大规模集成PLL芯片MC145152；前置分频器选用芯片MC12022，VCO选用MC1648；环路滤波器采用运放LM358和RC电路组成，即可完成锁相环路的设计。利用该方法设计简单，功能齐全，可靠性高，抗干扰性强。
图3锁相环式频率合成器基本组成框图
综上所述，选择方案三中的采用大规模PLL芯片MC145152和其他芯片构成数字锁相环式频率合成器。
2.4.4控制模块的设计方案论证与选择 方案一：单片机控制
利用单片机控制集成芯片MC145152的分频系数A和N，以改变输出频率的大小。由于本设计不需要显示，所采用单片机有32个I/O口，而MC145152就需要19个I/O口，可实现控制，无需要增加I/O口，电路简单。 方案二：利用FPGA来控制
FPGA的运行速度快，资源丰富，使用方便灵活，易于进行功能扩展。高系统的稳定度和抗干扰性。
综上所述，选择方案一更合理一些，资源就不会那么浪费，电路简单，便于实现。
2.4.5稳幅电路的设计方案论证与选择
方案一：采用交流电压并联负反馈电路实现稳幅电路
在放大电路中引入交流电压并联负反馈。反馈网络由一个可变电阻组成，稳定输出电压。但引入交流负反馈，因而环境温度变化、电源电压波动等原因引起的放大倍数的变化将减小，是以牺牲放大倍数为代价的。
方案二：采用自动增益(AGC)电路实现的稳幅电路。
由于VCO芯片MC1648内部有AGC电路，通过AGC自动增益控制电路，在输入信号电平变化时，用改变增益的办法维持输出信号电平基本上不变。利用该方法可以进一步提高输出电压的稳定度。保证在15-35MHz的频率范围内，输出电压峰峰值控制在1V±0.1V。
综上所诉，选择方案二采用交流电压负反馈电路和AGC电路作为稳幅电路。
3.系统硬件设计
经过方案比较与论证，最终确定的系统组成框图如图4所示，其中的集成电路MC1648、MC145152、MC12022、低通滤波器和晶振构成锁相环频率合成器，单片机控制频率的步进，由于电路中既有数字电路又有高频电路，需将高频电路用金属屏蔽罩隔离，以减少交叉调制等干扰。
图4系统的方框图
3.1 压控振荡器和稳幅电路的设计
LC压控振荡器主要由压控振荡芯片MC1648、变容二极管MV209以及LC振荡回路构成。MC1648需要外接一个由电感和电容组成的并联谐振回路。为达到最佳工作性能，在工作频率要求并联谐振回路的QL?100。电源采用+5的电压，一
对串联变容二极管背靠背与该谐振回路相连，振荡器的输出频率随加在变容二极管上的电压大小改变而改变。