模块ⅰ 模拟电子技术与技能

《模块ⅰ 模拟电子技术与技能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、安徽马鞍山高级技工学校模块Ⅰ模拟电子技术与技能项目五信号产生电路任务二插装与测试石英晶体正弦波振荡电路学习目标1.了解石英晶体振荡器主要特点。2.理解石英晶体振荡电路基本工作原理。3.掌握插装与调试石英晶体振荡电路的操作技能。任务引入随着电子技术的飞速发展，对振荡电路频率稳定度的要求越来越高，当要求频率稳定度高于10-5量级时，就需要使用石英晶体振荡器作选频网络。相关知识一、石英晶体的特点1.石英晶体的结构与符号（1）结构石英晶体振荡器，简称晶振。它是从一块石英晶体上按一定方位角切割出很薄的石英晶片，再将晶片的两个端面抛光并涂敷银层，作为两个电极引出，并加以封装而成的。内部结构如图5-2-1（

2、a）所示。(a)结构示意图(b)图形符号图5-2-1石英晶体振荡器内部结构和图形符号（2）图形符号石英晶体振荡器电路图符号如图5-2-1（b）所示。2.石英晶体的压电效应和压电振荡（1）压电效应在石英晶体的两个电极上加交变的电场时，晶片就会产生一定频率的机械振动，当在晶片上施加机械振动时，也会在两个电极之间产生交变的电场。这种物理现象称为压电效应。（2）压电振荡当交变电场的频率为某一特定值时，机械振动和交变电场的振幅会骤然增大，产生共振，这种物理现象称为压电振荡。3.石英晶体的等效电路和振荡频率（1）等效电路石英晶体的等效电路如图5-2-2所示。当石英晶体不振动时，可等效为一个平板电容Co，其

3、值取决于晶片的几何尺寸和电极的面积，一般约为几到几十pF。当晶振发生振动时，机械振动的惯性等效为电感L，其值为几mH到几十mH，晶片的弹性等效为电容C，其值仅为0.01～0.1pF，显然C＜＜Co。晶片的摩擦损耗等效为电阻R，其值约为100Ω。电子技术应用教研室电话：0555-2753082安徽马鞍山高级技工学校图5-2-2石英晶体的等效电路（2）振荡频率石英晶体有两个振荡频率，一个是L、C、R支路串联谐振频率，另一个是L、C、R和Co回路并联谐振频率。当＜时，石英晶体呈容性；当＜＜时，石英晶体呈感性；＞时，石英晶体又呈容性。石英晶体都是工作在感性区，其等效电抗与频率之间的关系曲线如图5-2-

4、3所示。图5-2-3石英晶体的等效电抗与频率间的关系曲线二、石英晶体正弦波振荡电路1.并联型石英晶体正弦波振荡电路（1）电路组成如图5-2-4所示中，用石英晶体取代如5-1-4电容反馈式振荡电路中的电感，就得到并联型石英晶体正弦波振荡电路。图中电容C1和C2与石英晶体中的Co并联，总容量大于Co，电路的振荡频率等于石英晶体的并联谐振频率。图5-2-4并联型石英晶体正弦波振荡电路（2）振荡频率2.串联型石英晶体正弦波振荡电路（1）电路组成如图5-2-5所示为串联型石英晶体正弦波振荡电路。第一级由VT1组成共基极放大电路，第二级由VT2组成共集电极放大电路，调整RP的阻值，可满足振幅条件。用瞬时极

5、性法判断其为正反馈（各级极性如图中所示），满足相位条件。电子技术应用教研室电话：0555-2753082安徽马鞍山高级技工学校图5-2-5串联型石英晶体正弦波振荡电路（2）振荡频率仿真实验一、实验环境1.计算机2.Multisim10电子仿真软件二、操作步骤1.双击计算机桌面“Multisim”图标，启动EWB软件。2.创建如图5-2-6所示电路，并给元器件标识、赋值。3.连接相关的仪器仪表（如频率计、示波器、测量探针等）。图5-2-6石英晶体正弦波振荡器仿真电路4.检查接线无误后，点击“”电源开关或“”运行按钮接通6V电源。5.双击示波器、频率计图标，打开示波器和频率计面板，设置合适的显示参

6、数，以便于观察波形和读取数据。6.调节电位器RP，观察输出波形的变化，并使输出波形最大不失真。电子技术应用教研室电话：0555-2753082安徽马鞍山高级技工学校图5-2-7示波器面板图5-2-8频率计面板图5-2-9测量探针数据将测试数据填入表5-2-1中。表5-2-1测试记录示波器测量频率频率计测量频率示波器测量电压幅值7.S1、S2接通与断开的不同组合，观察负载的变化对频率稳定度的影响。插装调试一、插装电路1.实训器材1）常用电子组装工具。2）MF47型万用表或DT890型数字万用表。3）DZX-2型电子学综合实验装置。4）YB4328型双踪示波器。5）配套电子元器件见表5-2-2。表

7、5-2-2配套明细表电子技术应用教研室电话：0555-2753082安徽马鞍山高级技工学校序号代号名称型号规格数量备注1R1金属膜电阻器10KΩ12R2金属膜电阻器6.2KΩ13R3金属膜电阻器1KΩ14R4金属膜电阻器100KΩ15R5金属膜电阻器51KΩ16R6金属膜电阻器750KΩ17R7金属膜电阻器5.1KΩ18C1瓷片电容器680pF19C2瓷片电容器20pF110C3可调电容器10pF