石英晶体振荡器设计报告

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1、石英晶体振荡器设计报告张炳炎09微电0915222023目录1设计要求2设计方案论证a・电路形式的选取b・参数的设计、估算c.设计内容的实现3电路的工作原理4晶体振荡器的特点5电路设计制作过程中遇到的主要问题及解决方法、心得和建议7附录(1)晶体振荡器的工作频率在100MHZ以下振荡器工作可调，反馈元件可更换(3)具有三组不同的负载阻抗(4)电源电压为12V(5)在10K负载上输出目测不失真电压波形Vopp>=4V#振荡器频率读出5为有效数字2设计方案论证a•电路形式的选取：串联型石英晶体振荡器―11——11—CI1X1{C3—17U17T1JJiD1rC4串联型石英晶体

2、振荡器交流等效电路石英晶体的物理和化学性能都十分稳定，等效谐振回路具有很高的标准性q值很高，对频率变化具有极灵敏的补偿能力具有•利用石英晶体作为串联谐振元件，在谐振时阻抗接近于零，此时正反馈最强,满足振荡条件.因此，电路的振荡频率和频率稳定度都取决于石英晶体的串联谐振频率.b・参数的设计、估算选用石英晶体(6M)作为串联谐振元件，提高振荡器的标准性，三极管为高频中常用的小功率管9018,作为放大电路的主要器件，选用阻值较大的可调电阻Rp(50k)来调节电路的静态工作点，使输出幅值达到最大而不失真，在LC组成的谐振回路加可变电容(lOOp)调节谐振频率。三组负载分别为lk、10

3、k.110k,用来比较对振荡器频率及幅彳影响。C.设计内容的实现①输入电源电压12V,测试电路的静态工作点，三极管Vbe>0.7v/Vc>Vb>Ve/三极管工作在放大区。©输出端接上示波器，观察到正弦波，通过改电位器、可变电容使输出的幅值达到最大。3电路的工作原理石英晶体振荡器总原理图如上图，C6,C7和L2组成兀型滤波器，对外部直流电源进行滤波而只通过直流量，防止其对电路产生干扰。Rp,Rl,R2作为三极管的基极偏置电阻，R3为集电极偏置电阻，R4为发射极偏置电阻，共同影响三极管的静态工作点,调节Rp使三极管工作于放大区，共射放大电路从集电极输出经由C3,C4,CT和L1组

4、成的并联型LC谐振回路，再通过石英晶体反馈回基极，当振荡器频率在满足石英晶体的谐振频率时，石英晶体呈纯阻性，电路产生自激振荡。最后通过耦合电容C2输出与石英晶体谐振频率相近的正弦波。电路中通过改变负载值可以得出负载不同时对频率及幅值的影响。4晶体振荡器的特点通过实验，石英晶体振荡器与LC振荡器相比，石英晶体的工作频率很稳定，具有很高数量级的频率稳定度，带负载的能力强，受负载的影响比较小，品质因数高，具有极灵敏的频率补偿能力。5电路设计制作过程中遇到的主要问题及解决方法①用protel制作PCB时，布线时的一些规则不太清楚,导致器件间距、焊盘太小等,通过看视频还有询问同学、老师

5、得到问题的解决。0三极管的管脚焊错，使其不工作，通过上网查阅三极管管脚图再对应PCB中管脚。器件虚焊、焊器件时电路出现短路,用万用表进行检查。心得和建议通过这次实验，大致了解了制作一块电路板的流程，对以后专业实践打下基础。进一步学习了Multisim和protel的使用，对PCB布线时的相关注意事项有了一定的理解。在进行布线时最好先把规则设置好，才不至于全部画好时再重新修改就比较麻烦。线宽、焊盘、间距的大小不能太小，否则容易造成腐蚀铜板时铜线的断路、短路等。在这过程中通过和同学、老师的交流也解决了自己对某些问题的疑惑，相互帮助使效率提高了，加深对问题的理解。6参考文献=1[1

6、]张肃文•高频电子线路•北京:高等教育出版社.2009.5.⑵童诗白，华成英•模拟电子线路基础•北京:高等教育出版社.2006.5.7附录元器件清单容容容容容体管阻关称电电电电电晶针感感Bi阻阻阻阻阻阻阻电开名片片片片变英排电电甘电电电电电电电调动瓷瓷瓷瓷可石三可微数量4111117111111111113型号备注103Cl、C5,C6,C7102C2101C3152C4101Ct6MJIC0NJbJ2,J33.3uhLI330uhL29018QI4・2kR14・6kR2610R31.5kR4IkR510kR6110kR74：7kRpSW-PBSI,S2,S3PC