高频石英晶体振荡器实验总结

宁 波 工 程 学 院

高频实验报告

实 验 名 称 ： 石英晶体振荡器 专业、班级 ： 电信082 姓 名： 储德峰 学 号： 08401180233

实验4 石英晶体振荡器

—、实验准备

1．做本实验时应具备的知识点： ? ? ?

石英晶体振荡器 串联型晶体振荡器

静态工作点、微调电容、负载电阻对晶体振荡器工作的影响

2．做本实验时所用到的仪器： ? ? ? ?

晶体振荡器模块 双踪示波器 频率计 万用表

二、实验目的

1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。

2．掌握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理，熟悉其各元件功能。 3．熟悉静态工作点、负载电阻对晶体振荡器工作的影响。

4．感受晶体振荡器频率稳定度高的特点，了解晶体振荡器工作频率微调的方法。

三、实验内容

C3C4C5 1．用万用表进行静态工作点测量。

2．用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压

R4BG1JTIL1C2R5峰-峰值Vp-p，并以频率计测量振荡频率。 3．观察并测量静态工作点、负载电阻等因素对晶

体振荡器振荡幅度和频率的影响。

图5-1

燕山大学

石英晶体振荡器设计报告

题 目：

专 业： 电子信息工程 姓 名： 李飞虎 指导教师： 李英伟 院系站点： 信息科学与工程学院

2014年 11 月 17 日

高频石英晶体振荡器仿真报告

1.振荡器电路属于一种信号发生器类型，即表现为没有外加信号的情况下能自动生成具有一定频率、一定波形、一定振幅的周期性交变振荡信号的电子线路。振荡器起振时是将电路自身噪声或电源跳变中频谱很广的信号进行放大选频。此时振荡器的输出幅值是不断增长的，随着振幅的增大，放大器逐渐由放大区进入饱和区或者截止区，其增益逐渐下降，当放大器增益下降而导致环路增益下降到1时，振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡，进入等幅振荡状态。振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。

2，串联晶体振荡器

在串联型晶体振荡器中，晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间，通常接在反馈电路中。图1-1和图1-2显示出了一串联型振荡器的实际路线和等效电路。可以看出，如果将石英晶体短路，该电路即为电容反

实验4 石英晶体振荡器

一、 实验准备

1. 做本实验时应具备的知识点；

● 石英晶体振荡器 ● 串联型晶体振荡器

● 静态工作点、微调电容。负载电阻对晶体振荡器工作的影响 2. 做本实验时所用到的仪器：

● 晶体振荡器模块 ● 双踪示波器 ● 频率计 ● 万用表

二、 实验目的

1． 熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统。

2． 掌握石英晶体振荡器、串联型晶体振荡器的基本工作原理。熟悉其各元件功能、 3． 熟悉静态工作点、负载电阻对晶体振荡器工作的影响。

4． 感受晶体振荡器频率稳定度高的特点，了解晶体振荡器工作频率微调的方法。

三、 实验内容

1． 用万用表进行静态工作点测量。

2． 用示波器观察振荡器输出波形，测量振荡电压峰峰值Vp-p，并以频率计测量震荡频

率。

3． 观察并测量静态工作点、负载电阻等因素对晶体震荡器的振荡幅度和频率的影响。

四、 基本原理

1. 晶体振荡器的工作原理

一种晶体振荡器的交流通路如图4-1所示。图中，若将晶体短路，则L1，C2，C3就构成了典型的电容三点式振荡器（考毕兹电路）。因此，图4-1的电路是一种典型的串联型晶体振荡器电路(共基接法)。若取L1=4.3μH、C2=820pF、C3=180pF，则

设计高频振荡电路的一种思路。

实验一 电容三点式及石英晶体振荡器

一、实验目的

1、掌握电容三点式振荡器的基本原理、振荡频率的计算及调整方法。 2、掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。 3、掌握石英晶体振荡器的基本特性。 二、实验仪器

双踪示波器，数字万用表，高频电路实验装置

三、实验原理

1、电容三点式振荡器 实验电路见图1-1，是一个克拉泼式电路。改变电阻RP可改变三极管的集电极电流，由欧姆定律，IEQ UERE，该电路中RE 1 k 。该电路的正反馈系数由C和C 决定，电阻R用于改变选频电路的品质因数Q。改变电容CT可改变振荡器的振荡频率，当C

CT

，C

CT

时，

f0 12πL1CT

。 +12V

OUT

C

2、石英晶体振荡器

串联型石英晶体振荡器的原理电路见图1-2。石英晶体的品质因数很高，因此该电路仅在石英晶体的串联谐振频率附近满足起振的振幅条件，频率稳定性极高，但振荡频率不易改变。

+12

V C

OUT

四、实验内容及步骤

设计高频振荡电路的一种思路。

（一）LC振荡电路——克拉泼电路

1、CT对振荡频率和输出电压的影响

按图1-l连接电路，改变RP使IEQ 2 mA，取C 120pF，C 680pF， 110k ，用频率计测量振荡频率，用示波器测

设计高频振荡电路的一种思路。

实验一 电容三点式及石英晶体振荡器

一、实验目的

1、掌握电容三点式振荡器的基本原理、振荡频率的计算及调整方法。 2、掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响。 3、掌握石英晶体振荡器的基本特性。 二、实验仪器

双踪示波器，数字万用表，高频电路实验装置

三、实验原理

1、电容三点式振荡器 实验电路见图1-1，是一个克拉泼式电路。改变电阻RP可改变三极管的集电极电流，由欧姆定律，IEQ UERE，该电路中RE 1 k 。该电路的正反馈系数由C和C 决定，电阻R用于改变选频电路的品质因数Q。改变电容CT可改变振荡器的振荡频率，当C

CT

，C

CT

时，

f0 12πL1CT

。 +12V

OUT

C

2、石英晶体振荡器

串联型石英晶体振荡器的原理电路见图1-2。石英晶体的品质因数很高，因此该电路仅在石英晶体的串联谐振频率附近满足起振的振幅条件，频率稳定性极高，但振荡频率不易改变。

+12

V C

OUT

四、实验内容及步骤

设计高频振荡电路的一种思路。

（一）LC振荡电路——克拉泼电路

1、CT对振荡频率和输出电压的影响

按图1-l连接电路，改变RP使IEQ 2 mA，取C 120pF，C 680pF， 110k ，用频率计测量振荡频率，用示波器测

石英晶体振荡电路

石英晶体谐振器, 简称石英晶体, 具有非常稳定的固有频率。 对于振荡频率的稳定性要求高的电路, 应选用石英晶体作选频网络。 一、石英晶体的特点

将二氧化硅（SiO2）结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片, 再将晶片两个对应的表面抛光和涂敷银层, 并作为两个极引出管脚, 加以封装, 就构成石英晶体谐振器。其结构示意图和符号如右图所示。

1.压电效应和压电振荡

在石英晶体两个管脚加交变电场时, 它将会产有利于一定频率的机械变形, 而这种机械振动又会产生交变电场, 上述物理现象称为压电效应。 一般情况下, 无论是机械振动的振幅, 还是交变电场的振幅都非常小。 但是, 当交变电场的频率为某一特定值时, 振幅骤然增大, 产生共振, 称之为压电振荡。 这一特定频率就是石英晶体的固有频率, 也称谐振频率。 2.石英晶体的等效电路和振荡频率

石英晶体的等效电路如下图（a）所示。 当石英晶体不振动时, 可等效为一个平板电容C0, 称为静态电容；其值决定于晶片的几何尺寸和电极面积, 一般约为几到几十皮法。 当晶片产生振动时, 机械振动的惯性等效为电感L, 其值为几毫亨。 晶片的弹性等效为电容C, 其值仅为0.01到0

目录

前言 ............................................................................................................................................. 1 1高频压控振荡器设计原理压控振荡器 ................................................................................ 2 1.1工作原理 ............................................................................................................................ 2 1.2变容二极管压控振荡器的基本工作原理 ........................................................................ 2 2高频压控振荡器电路设计 ..................................

电容反馈LC振荡器实验报告

学号 200805120109 姓名 刘皓 实验台号

实验结果及数据

（一）静态工作点（晶体管偏置）不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响 1、K1、K2 均置于1—2，K3、K4断开，用示波器和频率计在B点监测。调整DW1，使振荡器振荡；微调C6，使振荡频率在4MHz左右。

2、调整DW1，使BG1工作电流IEQ逐点变化，IEQ可用万用表在A点通过测量发射极电阻R4两端的电压得到（R4=1kΩ）。振荡器工作情况变化及测量结果如表1所示：

表1 静态工作点变化对振荡器的影响

VEQ(V) IEQ(mA) 0.5 0.5 0 0 完全失真 1.0 1.0 0 0 完全失真 1.5 1.5 0 0 完全失真 2.0 2.0 3.93 2.5 2.5 2.5 4.00 2.5 3.0 3.0 3.98 2.5 3.5 3.5 4.00 2.5 4.0 4.0 0 0 fosc（MHz） VoPP(V) 波形失 真情况

正弦波 锯齿波 锯齿波 锯齿波 完全失真 最佳静态工作点VEQ= 2.0V IEQ?2.0mA （二）反馈系数不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响

高频电子线路课程设计报告设计题目：高频正弦信号发生器

2015年 1月 6 日

目录

一、设计任务与要求 (1)

二、设计方案 (1)

电感反馈式三端振荡器 (2)

电容反馈式三端振荡器 (2)

2.3克拉波电路振荡器 (6)

三、设计内容 (8)

LC振荡器的基本工作原理 (8)

3.2克拉泼电路原理图 (9)

振荡原理 (9)

3.3克拉泼振荡器仿真 (10)

软件简介 (10)

进行仿真 (10)

3.4.3电容参数改变对波形的影响 (11)

四、总结 (17)

五、主要参考文献 (18)

六、附录.................................................................................... .. (18)

一、设计任务与要求

为了熟悉《高频电子线路》课程中所学到的知识，在本课程设计中，我和队友（石鹏涛、甘文鹏）对LC正弦波振荡器进行了分析和研究。通过对几种常见的振荡器（电感反馈式三端振荡器、电容反馈式三端振荡器、改进型电容反馈式振荡器）进行分析论证，我们最终选择了克拉泼振荡器。

在本次课程设计中，设计要求产生10～20Mhz的振荡频率。振荡器的种类很多，适用的范围也不相同，但它们的基本原理都是相同的，都

里面内容完整、各种参数计算均有、仿真波形都在

高频电子线路课程设计报告

设计题目：LC正弦波振荡器

专业班级 学号 学生姓名 指导教师 教师评分

里面内容完整、各种参数计算均有、仿真波形都在

目录

一、设计任务与要求…………………………..………………………………..1 二、总体方案…………….………………………………………………………….1 三、设计内容………………………………………………………………………..4

3.1 LC振荡电路工作原理.…………………………….………………………..4

3.1.1构成振荡器的条件……….………………………………….……………4 3.1.2 由正反馈的观点来决定振荡的条件……………………………………..4 3.1.3 振荡器平衡和稳定条件..…………………………………….…………...5 3.1.4 LC三端式振荡器相位平衡条件的判断准………………….……………6 3.1.5 西勒电路工作原理……………….………………………….……………7 3.2仿真结果与分析………………………………………………….……………7 3.2.1各种条件下仿真波形