高频石英晶体振荡器仿真报告
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正弦波振荡器(LC 振荡器和晶体振荡器)实验一、实验目的1.掌握电容三点式LC 振荡电路和晶体振荡器的基本工作原理,熟悉其各元件的功能; 2.掌握LC 振荡器幅频特性的测量方法;3.熟悉电源电压变化对振荡器振荡幅度和频率的影响;通过实验进一步了解调幅的工作原理。
4.了解静态工作点对晶体振荡器工作的影响,感受晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二、实验仪器1.100M 示波器 一台2.高频信号源 一台3.高频电子实验箱 一套三、实验电路原理1.基本原理振荡器是指在没有外加信号作用下的一种自动将直流电源的能量变换为一定波形的交变振荡能量的装置。
正弦波振荡器在电子技术领域中有着广泛的应用。
在信息传输系统的各种发射机中,就是把主振器(振荡器)所产生的载波,经过放大、调制而把信息发射出去的。
在超外差式的各种接收机中,是由振荡器产生一个本地振荡信号,送入混频器,才能将高频信号变成中频信号。
振荡器的种类很多。
从所采用的分析方法和振荡器的特性来看,可以把振荡器分为反馈式振荡器和负阻式振荡器两大类。
此实验只讨论反馈式振荡器。
根据振荡器所产生的波形,又可以把振荡器分为正弦波振荡器与非正弦波振荡器。
此实验只介绍正弦波振荡器。
常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成,这就是反馈振荡器。
按照选频网络所采用元件的不同,正弦波振荡器可分为LC 振荡器、RC 振荡器和晶体振荡器等类型。
(1)反馈型正弦波自激振荡器基本工作原理以互感反馈振荡器为例,分析反馈型正弦波自激振荡器的基本原理,其原理电路如图2-1所示。
b V bE cE -1L 2L f V bV '+-图 2-1反馈型正弦波自激振荡器原理电路当开关K 接“1”时,信号源b V 加到晶体管输入端,构成一个调谐放大器电路,集电极回路得到了一个放大了的信号F V 。
当开关K 接“2”时,信号源b V 不加入晶体管,输入晶体管是F V 的一部分b V '。
设计报告学院电子与信息学院课程名称高频实验设计题目专业电子信息工程班级12电本2班姓名刘炽明学号2012044243101指导教师陈俊时间学院:电子与信息学院专业:电子信息工程班级:12电本2班姓名:刘炽明学号:2012044243101实验一调谐放大器一、实验目的1.熟悉电子元器件和高频电路实验箱2.熟悉谐振回路的幅频特性分析—通频带与选择性3.熟悉信号源内阻及负载对谐振回路的影响,从而了角频带扩展4.熟悉和了解放大器的动态范围及其测试方法二、实验主要仪器1.L Y—GP2高频电路实验箱2.双踪示波器3.扫频仪4.高频信号发生器5.毫伏表6.万用表7.实验板G1三、实验原理小信号谐振放大器是通信机接收端的前端电路,主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大。
其实验单元电路如图1—1所示。
该电路由晶体管V、选频回路CL二部分组成。
它不仅对高频小信号放大,而且还有一定的选频作用。
本实验中输入信号的频率f S=8.5MHz。
R1、R2各射极电阻决定晶体管的静态工作点改变回路并联电阻R,即改变回路Q值,从而改变放大器的增益和通频带。
改变射极电阻Re,从而改变放大器的增益。
四、实验内容及步骤(一)单调回路谐振放大器(二)1.实验电路见图1—1(1)按图1—1连接电路(注意接线前先测量+12V电源电压,无误后,关断电源再接线)。
(2)接线后仔细检查,确认无误后接通电源。
2.静态测量实验电路中选Re=1K测量各静态工作点,计算并下表实例实测计算根据Vce判断V是否工作在放大区原因V B V E Ic Vce 是否B>E 1.936V 1.235V 1.175mA 10.6V √Vce导通*VB、VE是三极管的基极和发射极对地电压。
3.动态研究(1)测放大器的动态范围Vi~V o(在谐振点)选R=10K,Re=1K。
高频信号发生器接到电路输入端,电路输出接毫伏表,选择正常放大区的输入电压Vi,调节频率f使其为10.7MHz,调节C T使回路谐振,使输出电压幅度为最大,此时调节V1由0.02变到0.8伏,逐点记录V o电压,并填入表1.2。
高频电路实验及Multisim仿真-图文实验一高频小信号放大器一、单调谐高频小信号放大器图1.1高频小信号放大器1、根据电路中选频网络参数值,计算该电路的谐振频率ωp;wp1CL120010125801062.936rad/2、通过仿真,观察示波器中的输入输出波形,计算电压增益Av0。
VI356.708uV,VO1.544mV,Av0VO1.5444.325VI0.357输入波形:输出波形:3、利用软件中的波特图仪观察通频带,并计算矩形系数。
4、改变信号源的频率(信号源幅值不变),通过示波器或着万用表测量输出电压的有效值,计算出输出电压的振幅值,完成下列表,并汇出f~Av相应的图,根据图粗略计算出通频带。
f0(KHz)U0(mv)65751652653654651065166522652865346540650.9771.0641 .3921.4831.5281.5481.4571.2821.0950.4790.8400.747AV2.7362.9743.8 994.1544.2804.3364.0813.5913.0671.3412.3522.0925、在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波,通过示波器观察图形,体会该电路的选频作用。
二、下图为双调谐高频小信号放大器图1.2双调谐高频小信号放大器1、通过示波器观察输入输出波形,并计算出电压增益Av0输入端波形:输出端波形:V1=19.512mVV0=200.912mVAv0=V0/V1=10.1972、利用软件中的波特图仪观察通频带,并计算矩形系数。
实验二高频功率放大器一、高频功率放大器原理仿真,电路如图所示:(Q1选用元件Tranitor中的BJT_NPN_VIRTUAL)图2.1高频功率放大器原理图1、集电极电流ic(1)设输入信号的振幅为0.7V,利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。
要设置起始时间与终止时间,和输出变量。
(2)将输入信号的振幅修改为1V,用同样的设置,观察ic的波形。
实验三石英晶体振荡器
[实验目的]
1.了解晶体振荡器的工作原理及特点;
2.掌握晶体振荡器的设计方法及参数计算方法。
[实验要求]
1.查阅晶体振荡器的有关资料, 阐明为什么用石英晶体作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定度大大提高;
2.试画并联谐振型晶体振荡器和串联谐振型晶体振荡器的实际电路, 并阐述两者在电路结构及应用方面的区别。
[实验仪器设备及材料]
1.双踪示波器;
2.万用表;
3.高频电路实验装置
[实验方案]
实验电路见图3-1。
1.测振荡器静态工作点, 调图中Rp, 测得IEmin及IEmax;
2.测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压;
3.负载不同时对频率的影响, RL分别取110kΩ、10kΩ、1kΩ, 测出电路振荡频率, 填入表10-3-1并与LC振荡器比较。
填入表10-3-1, 并与LC振荡器比较。
R L~f 表10-3-1 实验数据
[实验报告]
1.画出实验电路的交流电路;
2.整理实验数据;
3.比较晶体振荡器与LC振荡器带负载能力的差异, 并分析原因;
4.你如何肯定电路工作在晶体的频率上;
5.根据电路给出的LC参数计算回路中心频率, 阐述本电路的优点。
[思考题]
石英晶体振荡器与LC三点式振荡器输出信号的差异有哪些?
1。
实验报告实验课程:通信电子线路实验(软件部分)学生姓名:周倩文学号:6301712010专业班级:通信121班指导教师:雷向东老师、卢金平老师目录实验一仪器的操作使用实验二高频小信号调谐放大器实验三非线性丙类功率放大器实验实验四三点式正弦波振荡器实验五晶体振荡器设计实验六模拟乘法混频实验七二极管的双平衡混频器设计实验八集电极调幅实验实验九基极调幅电路设计实验十模拟乘法器调幅南昌大学实验报告学生姓名:周倩文学号:6301712010 专业班级:通信121班实验类型:□验证□综合□设计□创新实验日期: 2014-10-24 实验成绩:、实验三非线性丙类功放仿真设计(软件)一、实验目的1.了解丙类功率放大器的基本工作原理.掌握丙类放大器的调谐特性以及负载改变时的动态特性。
2.了解高频功率放大器丙类工作的物理过程以及当激励信号变化对功率放大器工作状态的影响。
3. 掌握丙类放大器的计算与设计方法。
二、实验内容1. 观察高频功率放大器丙类工作状态的现象.并分析其特点2. 测试丙类功放的调谐特性3. 测试丙类功放的负载特性4. 观察激励信号变化、负载变化对工作状态的影响三、实验基本原理放大器按照电流导通角θ的范围可分为甲类、乙类、丙类及丁类等不同类型。
功率放大器电流导通角越小.放大器的效率越高。
非线性丙类功率放大器的电流导通角小于90°.效率可达到80%.通常作为发射机末级功放以获得较大的输出功率和较高的效率。
特点:非线性丙类功率放大器通常用来放大窄带高频信号(信号的通带宽度只有其中心频率的1%或更小).基极偏置为负值.电流导通角小于90°.为了不失真地放大信号.它的负载必须是LC谐振回路。
在丙类谐振功放中.若将输入谐振回路调谐在输出信号频率n次谐波上.则可近似的认为.输出信号回路上仅有ic中的n次谐波分量产生的高频电压.而它的分量产生的电压均可忽略。
因而.在负载RL上得到了频率为输入信号频率n倍的输出信号功率。
振荡电路实验121180166 赵琛一.实验目的1. 进一步学习掌握正弦波振荡电路的相关理论。
2. 掌握电容三点式LC振荡电路的基本原理,掌握电路中各元件的功能。
3. 掌握晶体振荡电路的基本原理,熟悉串联型和并联型晶体振荡器电路各自的特点,理解电路中各元件的功能。
4. 掌握静态工作点、正反馈系数、谐振回路的等效Q值对振荡器振荡幅度和频率的影响。
5. 比较LC振荡器和晶体振荡器的频率稳定度,加深对晶体振荡器频率稳定高原因的理解。
二、实验使用仪器1.LC、晶体正弦波振荡电路实验板2.200MH泰克双踪示波器3. FLUKE万用表4. 高频信号源5. 频谱分析仪(安泰信)6. SP312B型高频计数器三、实验基本原理与电路1. LC振荡电路的基本原理LC振荡器实质上是满足振荡条件的正反馈放大器。
LC振荡器的振荡回路由LC元件组成。
从交流等效电路可知:由LC振荡回路引出三个端子,分别接晶体管的三个电极,而构成反馈式自激振荡器,因而又称为三点式振荡器。
如果反馈电压取自分压电感,则称为电感反馈LC振荡器或电感三点式振荡器;如果反馈电压取自分压电容,则称为电容反馈LC振荡器或电容三点式振荡器。
在几种基本高频振荡回路中,电容反馈LC振荡器具有较好的振荡波形和稳定度,电路形式简单,适于在较高的频段工作,尤其是以晶体管极间分布电容构成反馈支路时其振荡频率可高达几百MHz~1GHz。
普通电容三点式振荡器的振荡频率不仅与谐振回路的LC元件的值有关,而且还与晶体管的输入电容i C 以及输出电容o C 有关。
当工作环境改变或更换管子时,振荡频率及其稳定性就要受到影响。
为减小i C 、o C 的影响,提高振荡器的频率稳定度,提出了改进型电容三点式振荡电路——串联改进型克拉泼电路、并联改进型西勒电路,分别如图4-1和4-2所示。
串联改进型电容三点式振荡电路——克拉泼电路的振荡频率为:∑=LC 10ω其中∑C 由下式决定io C C C C C C ++++=∑211111 其中0,i C C 分别是晶体管的输入和输出电容。
实验1 单调谐回路谐振放大器实验步骤1.单调谐回路谐振放大器幅频特性测量测量幅频特性通常有两种方法,即扫频法和点测法。
扫频法简单直观,可直接观察到单调谐放大特性曲线,但需要扫频仪。
本实验采用点测法,即保持输入信号幅度不变,改变输入信号的频率,测出与频率相对应的单调谐回路揩振放大器的输出电压幅度,然后画出频率与幅度的关系曲线,该曲线即为单调谐回路谐振放大器的幅频特性。
步骤如下:(1)1K02置“off“位,即断开集电极电阻1R3,调整1W01使1Q01的基极直流电压为2.5V左右,这样放大器工作于放大状态。
高频信号源输出连接到单调谐放大器的输入端(1P01)。
示波器CH1接放大器的输入端1TP01,示波器CH2接单调谐放大器的输出端1TP02,调整高频信号源频率为6.3MHZ (用频率计测量),高频信号源输出幅度(峰——峰值)为200mv (示波器CH1监测)。
调整单调谐放大器的电容1C2,使放大器的输出为最大值(示波器CH2监测)。
此时回路谐振于6.3MHZ。
比较此时输入输出幅度大小,并算出放大倍数。
(2)按照表1-2改变高频信号源的频率(用频率计测量),保持高频信号源输出幅度为200mv(示波器CH1监视),从示波器CH2上读出与频率相对应的单调谐放大器的电压幅值,并把数据填入表1-2。
表1-2(3)以横轴为频率,纵轴为电压幅值,按照表1-2,画出单调谐放大器的幅频特性曲线。
3.观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响。
顺时针调整1W 01(此时1W 01阻值增大),使1Q 01基极直流电压为1.5V ,从而改变静态工作点。
按照上述幅频特性的测量方法,测出幅频特性曲线。
逆时针调整1W 01(此时1W 01阻值减小),使1Q 01基极直流电压为5V ,重新测出幅频特性曲线。
可以发现:当1W 01加大时,由于I CQ 减小,幅频特性幅值会减小,同时曲线变“瘦”(带宽减小);而当1W 01减小时,由于I CQ 加大,幅频特性幅值会加大,同时曲线变“胖”(带宽加大)。
石英晶体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、把单刀开关K2闭合,用示波器和频率计在c 点监测。
调整DW 1,使振荡器振荡;微调C 2,使振荡频率在4MHz 左右。
2、调整DW 1,使BG 1工作电流E Q I 逐点变化,E Q I 可用万用表在A 点通过测量发射极电阻R 4两端的电压得到(R 4=1k Ω)。
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(二)2C 取值不同对振荡器振荡频率范围的影响2C 变化对振荡器的影响 测量条件:E Q I = 1.5 m A保持4.433MHz 基本不变(三)负载变化对振荡器的影响1、K 1断开的情况下,将振荡器的振荡频率调整到4MHz 左右,此时频率osc f = 4.433 MHz ,幅度opp V = 2.92 V 。
2、将K 1分别接1—2、1—3、1—4的位置,即接入不同的负载电阻R 5,测得的相应的频率和幅度及计算结果如表3所示。
表3 负载变化对振荡器的影响 测量条件:osc f =4.433 MHz ,幅度opp V =2.92 V由表3知:负载变化对振荡器工作频率的影响是: 几乎没有影响。
负载变化对振荡器输出幅度的影响是: 随着负载阻抗的减小,输出幅度略微减小。
(四)比较负载变化对LC 正弦波振荡器和石英晶体振荡器的不同影响负载变化对LC 正弦波振荡器的影响比较明显。
而对石英晶体振荡器的影响很小。
这主要是由于石英晶体振荡器的稳定性很高。
思考题晶体振荡器的振荡频率比LC 振荡器稳定得多,为什么? 答:因为(1)石英晶体谐振器具有很高的标准性。
(2)石英晶体谐振器与有源器件的接入系数 ,受外界不稳定因素的影响少。
(3)石英晶体谐振器具有非常高的Q 值,维持振荡频率稳定不变的能力极强。
实验八 三点式LC 振荡器及压控振荡器一、实验目的1、掌握三点式LC 振荡器的基本原理;2、掌握反馈系数对起振和波形的影响;3、掌握压控振荡器的工作原理;4、掌握三点式LC 振荡器和压控振荡器的设计方法。
二、实验内容1、测量振荡器的频率变化范围;2、观察反馈系数对起振和输出波形的影响;三、实验仪器20MHz 示波器一台、数字式万用表一块、调试工具一套四、实验原理1、三点式LC 振荡器三点式LC 振荡器的实验原理图如图8-1所示。
图 8-1 三点式LC 振荡器实验原理图图中,T2为可调电感,Q1组成振荡器,Q2组成隔离器,Q3组成放大器。
C6=100pF ,C7=200pF ,C8=330pF ,C40=1nF 。
通过改变K6、K7、K8的拨动方向,可改变振荡器的反馈系数。
设C7、C8、C40的组合电容为C ∑,则振荡器的反馈系数F =C6/ C ∑。
通常F 约在0.01~0.5之间。
同时,为减小晶体管输入输出电容对回路振荡频率的影响,C6和C ∑取值要大。
当振荡频率较高时,有时可不加C6和C ∑,直接利用晶体管的输入输出电容构成振荡电容,使电路振荡。
忽略三极管输入输出电容的影响,则三点式LC 振荡器的交流等效电路图如图8-2所示。
C6图8-2 三点式LC 振荡器交流等效电路图图8-2中,C5=33pF ,由于C6和C ∑均比C5大的多,则回路总电容450C C C += 则振荡器的频率f 0可近似为:)(2121452020C C T C T f +==ππ调节T2则振荡器的振荡频率变化,当T2变大时,f 0将变小,振荡回路的品质因素变小,振荡输出波形的非线性失真也变大。
实际中C6和C ∑也往往不是远远大于C5,且由于三极管输入输出电容的影响,在改变C ∑,即改变反馈系数的时候,振荡器的频率也会变化。
五、实验步骤1、三点式LC 振荡器(1)连接实验电路在主板上正确插好正弦波振荡器模块,开关K1、K9、K10、K11、K12向左拨,K2、K3、K4、K7、K8向下拨,K5、K6向上拨。
实验一 高频小信号放大器一、单调谐高频小信号放大器图1.1 高频小信号放大器1、根据电路中选频网络参数值,计算该电路的谐振频率ωp ;s rad CLw p /936.2105801020011612=⨯⨯⨯==--2、通过仿真,观察示波器中的输入输出波形,计算电压增益A v0。
,708.356uV V I = ,544.1mV V O = ===357.0544.10I O v V V A 4.325输入波形:输出波形:3、利用软件中的波特图仪观察通频带,并计算矩形系数。
4、改变信号源的频率(信号源幅值不变),通过示波器或着万用表测量输出电相应的图,压的有效值,计算出输出电压的振幅值,完成下列表,并汇出f~Av5、在电路的输入端加入谐振频率的2、4、6次谐波,通过示波器观察图形,体会该电路的选频作用。
二、下图为双调谐高频小信号放大器图1.2 双调谐高频小信号放大器1、通过示波器观察输入输出波形,并计算出电压增益Av0 输入端波形:输出端波形:V1=19.512mV V0=200.912mV Av0=V0/V1=10.197 2、利用软件中的波特图仪观察通频带,并计算矩形系数。
实验二高频功率放大器一、高频功率放大器原理仿真,电路如图所示:(Q1选用元件Transistors中的 BJT_NPN_VIRTUAL)图2.1 高频功率放大器原理图1、集电极电流ic(1)设输入信号的振幅为0.7V,利用瞬态分析对高频功率放大器进行分析设置。
要设置起始时间与终止时间,和输出变量。
(2)将输入信号的振幅修改为1V,用同样的设置,观察i的波形。
c (提示:单击simulate菜单中中analyses选项下的transient analysis...命令,在弹出的对话框中设置。
在设置起始时间与终止时间不能过大,影响仿真速度。
例如设起始时间为0.03s,终止时间设置为0.030005s。
在output variables页中设置输出节点变量时选择vv3#branch即可)(3)根据原理图中的元件参数,计算负载中的选频网络的谐振频率ω0,以及该网络的品质因数Q L 。
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,该电路即为电容反馈的振荡器。
电路的实际工作原理为:当回路的谐振频率等于晶体的串联谐振频率时,晶体的阻抗最小,近似为一短路线,电路满足相位条件和振幅条件,故能正常工作;当回路的谐振频率距串联谐振频率较远时,晶体阻抗增大,是反馈减弱,从而使电路不能满足振幅条件,电路不能正常工作。
串联型晶体振荡器只能适应高次泛音工作,这是由于晶体只起到控制频率的作用,对回路没有影响,只要电路能正常工作,输出幅度就不受晶体控制。
图1-1 图1-2设计参数在仿真图上,首先进行静态分析,根据仿真,各元件参数符合要求。
对于振荡器,当该电路接为串联型振荡器时,晶体起到选频短路线的作用,(与三端电容振荡器相同)输出频率应为3MHZ. L1,C1,C2组成谐振回路,参数符合要求,即f0=3MHZ。
3.并联晶体振荡器并联振荡器分为c-b型和b-e型。
前者相对稳定。
所以我设计的是c-b型。
参数分析与前者类似。
交流参数确定时,并联振荡电路中晶振接在谐振回路中,相当一个电感。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:指导教师:工作单位:信息工程学院题目一:高频石英晶体正弦波振荡器初始条件:具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式的选择有一定的了解;具备高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。
要求完成的主要任务:(包括课程设计工作量及其技术要求,以及说明书撰写等具体要求)1、采用晶体三极管构成一个多功能正弦波振荡器;2、额定电源电压5.0V ,电流1~3mA;输出频率10 MHz;3、通过跳线可构成串、并联晶体振荡器;4、有缓冲级,在100欧姆负载下,振荡器输出电压≥1 V (D-P);5、完成课程设计报告(应包含电路图,清单、调试及设计总结)。
时间安排:二十周一周,其中4天硬件设计与制作,3天调试及答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)2 设计内容及要求 (1)2.1设计目的及主要任务 (1)2.1.1设计目的 (1)2.1.2 设计任务及要求 (1)2.2设计思想 (2)3 石英晶体特性简介 (2)3.1物理特性 (2)3.2等效电路及阻抗特性 (2)3.3晶体谐振器的应用 (3)4 晶体正弦波振荡器的设计 (3)4.1串联型晶体振荡器 (4)4.2并联型晶体振荡器 (5)4.2.1 c-b型并联晶体振荡器 (5)4.2.2 b-e型并联晶体振荡器 (6)4.3输出缓冲级设计 (7)4.4晶体振荡器设计总原理图 (7)4.4.1电路原理图的设计 (7)4.4.2 元件参数的计算 (8)5 电路仿真与硬件调试 (9)5.1电路仿真 (9)5.1.1静态工作点的测试 (9)5.1.2串联型振荡器输出测试 (10)5.1.3并联型振荡器输出测试 (11)5.2硬件调试 (11)6 元器件清单 (13)7 总结与心得体会 (14)参考文献 (15)摘要石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
高频实验报告_石英晶体振荡器实验报告实验目的:1. 了解石英晶体的特性及应用;2. 掌握石英晶体振荡器的基本原理及实验方法;3. 熟悉实验中所用的仪器和设备。
实验器材:1. 石英晶体振荡器;2. 表示频率的数字频率计;3. 示波器及其探头;4. 直流电源;5. 手动变压器。
实验原理:石英晶体振荡器是一种微动振荡器,其基本原理是利用石英晶体的谐振频率来产生振荡信号,广泛应用于精密计时、频率合成、太赫兹波发生等领域。
石英晶体振荡器具有高精度、稳定性好、温度系数小、频率稳定时间短等特点,成为现代电子工业的基石之一。
石英晶体振荡器一般由石英晶体片、放大器和负载电路组成,其中石英晶体片的物理特性对振荡器的性能有重要影响。
实验步骤:1. 将数字频率计、示波器及其探头分别接好。
2. 将直流电源接到手动变压器的输入端,将变压器的输出接到石英晶体振荡器的电源输入端。
3. 调节手动变压器,逐渐调整石英晶体振荡器的电源电压,观察数字频率计及示波器的读数变化。
4. 记录不同电压下的数字频率计及示波器的读数,并绘制出石英晶体振荡器的频率特性曲线。
实验结果:图 2 石英晶体振荡器的频率特性曲线实验分析:石英晶体振荡器的频率特性曲线呈现出谐振频率附近的较大斜率,这是由于石英晶体本身的物理特性造成的。
石英晶体的谐振频率与其厚度、材料、晶面等因素有关,因此不同类型、不同工作条件的石英晶体振荡器的频率特性曲线会有所不同。
通过实验可以了解石英晶体的特性及应用,掌握石英晶体振荡器的基本原理及实验方法,熟悉实验中所用的仪器和设备。
同时,通过测量得到的石英晶体振荡器的频率特性曲线,可以为实际中石英晶体振荡器的选型和设计提供参考。
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,该电路即为电容反馈的振荡器。
电路的实际工作原理为:当回路的谐振频率等于晶体的串联谐振频率时,晶体的阻抗最小,近似为一短路线,电路满足相位条件和振幅条件,故能正常工作;当回路的谐振频率距串联谐振频率较远时,晶体阻抗增大,是反馈减弱,从而使电路不能满足振幅条件,电路不能正常工作。
串联型晶体振荡器只能适应高次泛音工作,这是由于晶体只起到控制频率的作用,对回路
没有影响,只要电路能正常工作,输出幅度就不受晶体控制。
图1-1 图1-2
设计参数在仿真图上,首先进行静态分析,根据仿真,各元件参数符合要求。
对于振荡器,当该电路接为串联型振荡器时,晶体起到选频短路线的作用,(与三端电容振荡器相同)输出频率应为3MHZ. L1,C1,C2组成谐振回路,参数符合要求,即f0=3MHZ。
3.并联晶体振荡器
并联振荡器分为c-b型和b-e型。
前者相对稳定。
所以我设计的是c-b型。
参数分析与前者类似。
交流参数确定时,并联振荡电路中晶振接在谐振回
路中,相当一个电感。
结束语
本实验主要是元件参数的设计,在网上查阅了一些资料,进行了多次改进和仿真,最终确定了参数的设定。
仿真结果有点失真。