高频实验报告_石英晶体振荡器实验报告

数电实验报告总结相关热词搜索:数电实验报告电子时钟数电实验报告闹钟大一数电实验报告八扬州大学数电实验报告篇一:上海大学数字电路实验报告数字电路实验报告实验名称加法器班级机械10班学生姓名张俊楠学号所在专业上海大学二? 年月日篇二:数电实验课程设计总结报告(电子表)数字电路课程设计数字定时器:课程设计任务书:)集成数字定 1时器 2)技术指标1、设计一个数字定时器，要求它具有数字钟的功能，又可以按预定时刻发出控制信号对被控对象实施开关控制2、时钟功能:具有24小时计时方式，显示时、分、秒。

计时范围要求自00点00分00秒到23点59分59秒3、要求具有校时电路，可对小时、分、秒分别校准。

4、可以同时设置四个以上的预定时刻，时刻的预选以5分钟为单位。

、被控对象在 5达到预选时刻后，电铃连续响10秒，而监听器在10秒内断续鸣叫5次，即想一秒停一秒。

集成数字定时器的组成和工作原理数字定时器一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器及部分扩展电路等组成，其基本逻辑功能框图如下所示:数字电子钟的基本组成:振荡器振荡器是数字电子钟的核心，其作用是产生一个频率标准，即时间标准信号，然后再由分频器生成秒脉冲，所以，振荡器频率的精度和稳定度就基本决定了数字电子钟的准确度，为产生稳定的时间标准信号，一般采用石英晶体振荡器。

如果精度要求不是很高的话我们可以采用由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器。

一般而言，选用石英晶体振荡器所选用的晶振频率为32768Hz,再通过15级2分频集成电路得到1Hz的标准秒脉冲。

分频器振荡器产生的时标信号频率很高，要使它变成用来计时的“秒”信号，需要若干级分频电路，分频器的级数和每级分频次数要根据时标信号的频率来决定。

其功能主要有两个:一是产生标准秒脉冲信号，二是提供功能扩展电路所需的信号。

计数器有了“秒”信号了就可以根据60秒为一分，60分为一小时，24小时为一天的进制，分别选定没“秒”、“分”、“时”的计数器。

实验1 单调谐回路谐振放大器—、实验准备1．做本实验时应具备的知识点：●放大器静态工作点●LC并联谐振回路●单调谐放大器幅频特性2．做本实验时所用到的仪器：●单调谐回路谐振放大器模块●双踪示波器●万用表●频率计●高频信号源二、实验目的1．熟悉电子元器件和高频电子线路实验系统；2．掌握单调谐回路谐振放大器的基本工作原理；3. 熟悉放大器静态工作点的测量方法；4．熟悉放大器静态工作点和集电极负载对单调谐放大器幅频特性（包括电压增益、通频带、Q值）的影响；5．掌握测量放大器幅频特性的方法。

三、实验内容1．用万用表测量晶体管各点（对地）电压V B、V E、V C，并计算放大器静态工作点；2．用示波器测量单调谐放大器的幅频特性；3．用示波器观察静态工作点对单调谐放大器幅频特性的影响；4．用示波器观察集电极负载对单调谐放大器幅频特性的影响。

四、基本原理1．单调谐回路谐振放大器原理小信号谐振放大器是通信接收机的前端电路，主要用于高频小信号或微弱信号的线性放大和选频。

单调谐回路谐振放大器原理电路如图1-1所示。

图中，R B1、R B2、R E用以保证晶体管工作于放大区域，从而放大器工作于甲类。

C E是R E的旁路电容，C B、C C是输入、输出耦合电容，L、C是谐振回路，R C是集电极（交流）电阻，它决定了回路Q值、带宽。

为了减轻晶体管集电极电阻对回路Q值的影响，采用了部分回路接入方式。

图1-1 单调谐回路放大器原理电路图1-2 单调谐回路谐振放大器实验电路图32．单调谐回路谐振放大器实验电路单调谐回路谐振放大器实验电路如图1-2所示。

其基本部分与图1-1相同。

图中，1C2用来调谐，1K02用以改变集电极电阻，以观察集电极负载变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。

1W01用以改变基极偏置电压，以观察放大器静态工作点变化对谐振回路（包括电压增益、带宽、Q值）的影响。

1Q02为射极跟随器，主要用于提高带负载能力。

石英晶振即所谓石英晶体谐振器（无源晶振）和石英晶体振荡器（有源晶振）的统称。

一般把晶振等同于谐振器理解，振荡器就是通常所指钟振。

无源晶振为crystal（晶体），有源晶振叫做oscillator（振荡器）。

无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。

无源晶体没有电压的问题，信号电平是可变的，也就是说是根据起振电路来决定的，同样的晶体可以适用于多种电压，可用于多种不同时钟信号电压要求的DSP （Digital Signal Processing数字信号处理器），而且价格通常也较低。

无源晶体相对于晶振而言其缺陷是信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。

有源晶振通常的用法：一脚悬空，二脚接地，三脚接输出，四脚接电压。

有源晶振不需要DSP的内部振荡器，信号质量好，比较稳定，而且连接方式相对简单（主要是做好电源滤波，通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络，输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可），不需要复杂的配置电路。

相对于无源晶体，有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的，需要选择好合适输出电平，灵活性较差，而且价格高。

石英晶振是一种用于稳定频率和选择频率的电子元件，已被广泛地使用在无线电话、载波通讯、广播电视、卫星通讯、仪器仪表等各种电子设备中。

晶振封装一般分为插件（Dip）和贴片（SMD）。

插件又分为HC-49U、HC-33U、HC-49S、音叉型（圆柱状晶振）。

HC-49U一般称49U，有些采购俗称“高型”，而HC-49S一般称49S，俗称“矮型”，音叉型（圆柱状晶振）按照体积分可以分为φ3*10、φ3*9、φ3*8、φ2*6、φ1*5、、φ1*4等。

目录第一部分高频电路实验系统介绍一、实验系统概述 (2)二、实验箱箱体结构说明 (2)三、高频实验模块介绍及实验说明 (4)第二部分高频电路实验部分实验一电容反馈三点式振荡器实验 (6)实验二石英晶体振荡器实验 (9)实验三单调谐回路谐振放大器及通频带展宽实验 (11)实验四双调谐回路谐振放大器实验 (14)实验五幅度调制器实验 (16)实验六调幅波信号的解调实验 (18)实验七丙类功率放大器实验 (21)实验八变容二极管频率调制电路实验 (23)实验九频率解调电路实验 (25)实验十小功率调频发射、接收实验 (27)实验十一相位调制器实验....................................... . (29)实验十二锁相环及压控振荡器电路实验 (31)实验十三频率合成电路实验...................................... (36)实验十四集成混频器电路实验 (40)高频电路实验系统介绍一、高频电路实验系统概述本系统由实验箱和外接实验模块两部分组成，其中外接模块采用插拔式结构设计，便于功能的扩展。

实验箱带有一个0Hz~120KHz的低频信号源（可产生正弦波、方波、三角波等）、一个20KHz~10MHz的高频信号源、一个音频接口单元。

此外高频Ⅳ型实验系统还带有一个频率计单元（高频Ⅲ型无此单元）。

实验箱可使用自带电源，也可通过右上角的4针电源接口从外部引入。

高频电路单元采用模块式设计，将有关联的单元电路放在一个模块内。

高频模块可插在实验箱的4个固定孔上，配合高、低频信号源和频率计即可进行高频电路实验。

二、实验箱箱体结构说明箱体结构如图一所示：图一1、电源接口实验箱提供-8V、+5V、-5V、-12V、+12V五组电源输出。

当电源正常时，各组电源对应的指示灯均被点亮。

2、低频信号源本实验箱采用集成函数发生器ICL8038产生正弦波、方波和三角波，频率为0Hz —120KHz连续可调。

黄淮学院电子科学与工程系 电子测量技术课程基础性实验报告实验名称 秒脉冲信号发生器实验时间 年 月 日学生姓名实验地点 同组人员专业班级电技1101班一、实验目的1. 熟悉用石英晶体和CMOS 反相器构成多谐振荡器的电路。

2. 熟悉用分频器获得秒信号的方法。

二、实验主要仪器设备和材料1. 实验仪器直流稳压电源×1、双踪示波器×1、万用电表×1、IC3 16脚插座×1、IC2 14脚插座×1、BX05模块（含有1C 、2C 、R 和石英晶体）。

2. 实验器件 CD4060、CD4013三、实验内容图4-1 秒脉冲信号发生器电路图4-2图4-1所示为秒脉冲信号发生器电路，石英晶体的固有频率为32.768kHz ，4060为十四级二进制计数/分频/振荡器，其内部有1G 、2G 二个反相器和14级二进制计数器，电阻R 连在1G 两端，用来确定1G 静态为电压传输特性中点Q ，使1G 有较大放大倍数，如图4-2所示。

当接上电源后，石英晶体与电容1C 、2C 组成振荡回路，从噪声中选出32.768kHz 正弦信号，通过2C 输入到1G 门的I u ，经1G 放大后得到O u 获得很大削顶信号。

经2G 反相器整形，从O Φ得到32.768kHz 方波，再经14级二进制分频获得频率为32.768×1432/10=32.768×310/16384=2Hz 信号再由D 触发器组成T '触发器为二分频电路，即在Q 端获得频率为1Hz 的方波信号，这即为周期为1S 的秒信号。

为防止小电容连线受分布电影响，故将1C 、2C 、R 、石英晶体等制作于BX05模块内，使连线缩短。

四、实验步骤1. 在不接电源情况下，按图4-1所示电路进行连接、要求BX05模块与4060器件连线，尽可能短。

或用屏蔽线（如图4-1所示）。

2. 将直流稳压电源调节到+5V ，关闭电源后，将各器件电源端与稳压电源相连。

数字电子技术课程设计（数字时钟逻辑电路的设计与实现）学院：信息学院班级：学号：姓名：刘柳指导教师：楚岩课设时间：2009年6月21日—2009年6月26日一摘要数字钟是一种用数字电路技术实现时、分、秒计时的装置，与机械式时钟相比具有更高的准确性和直观性，且无机械装置，具有更更长的使用寿命，因此得到了广泛的使用。

诸如按时自动打铃，时间程序自动控制，定时启闭路灯，定时开关烘箱，通断动力设备，甚至各种定时电气的的自动启用等。

这些都是以数字时钟作为时钟源的。

数字钟从原理上讲是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序电路。

目前，数字钟的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。

经过了数字电路设计这门课程的系统学习，特别经过了关于组合逻辑电路与时序逻辑电路部分的学习，我们已经具备了设计小规模集成电路的能力，借由本次设计的机会，充分将所学的知识运用到实际中去。

二主要技术指标1.设计一个有时、分、秒（23小时59分59秒）显示的电子钟2.该电子钟具有手动校时功能三方案论证与选择要想构成数字钟，首先应选择一个脉冲源——能自动地产生稳定的标准时间脉冲信号。

而脉冲源产生的脉冲信号的频率较高，因此，需要进行分频，使高频脉冲信号变成适合于计时的低频脉冲信号，即“秒脉冲信号”（频率为1HZ）。

经过分频器输出的秒脉冲信号到计数器中进行计数。

将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。

“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。

“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计。

此时需要分别设计60进制，24进制计数器，各计数器输出信号经译码器到数字显示器，使“时”、“分”、“秒”得以数字显示出来。

值得注意的是：任何计时装置都有误差，因此应考虑校准时间电路。

石英晶体振荡器输出波形失真的解决方法石英晶体振荡器是现代电子设备中常用的一个重要元件，用于产生高精度的时钟信号。

然而，在实际应用中，石英晶体振荡器的输出波形有时会出现失真现象，这对于一些对时钟信号要求较高的应用场景来说是不可接受的。

因此，解决石英晶体振荡器输出波形失真的问题就显得尤为重要。

要解决石英晶体振荡器输出波形失真的问题，我们首先需要了解失真的原因。

石英晶体振荡器的输出波形失真主要是由以下几个方面引起的：1. 温度变化：石英晶体的频率随温度的变化而变化，这会导致输出波形的失真。

因此，需要采取措施来降低温度对石英晶体频率的影响，如使用温度补偿电路或者采用温度稳定的石英晶体。

2. 电源噪声：电源噪声是指来自电源的干扰信号，会对石英晶体振荡器的输出波形产生影响。

为了减小电源噪声对输出波形的影响，可以采用滤波电路来滤除噪声信号。

3. 振荡回路：石英晶体振荡器的振荡回路中存在着电感、电容等元件，这些元件的参数不准确或者不匹配时会导致输出波形的失真。

因此，需要优化振荡回路的设计，确保元件的参数准确，并且保证各个元件之间的匹配。

针对以上原因，我们可以采取以下几种解决方法来改善石英晶体振荡器的输出波形失真问题：1. 温度补偿：可以通过使用温度补偿电路来降低温度对石英晶体频率的影响。

温度补偿电路可以根据环境温度的变化来调整振荡器的工作频率，以保持输出波形的稳定。

2. 滤波电路：可以在石英晶体振荡器的电源输入端添加适当的滤波电路，以减小电源噪声对输出波形的影响。

滤波电路可以通过选择合适的滤波器元件和设计合理的滤波器结构来实现。

3. 振荡回路优化：可以通过优化振荡回路的设计来提高石英晶体振荡器的输出波形质量。

例如，可以选择更准确的元件参数，确保各个元件之间的匹配，并且合理布局振荡回路，减小元件之间的相互干扰。

为了进一步提高石英晶体振荡器的输出波形质量，还可以采取以下措施：1. 选择高质量的石英晶体：石英晶体的质量直接影响振荡器的性能，因此选择质量优良的石英晶体对于改善输出波形质量至关重要。

石英晶体谐振器From:欧阳联铂石英晶体振荡器是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。

一、石英晶体振荡器的基本原理1、石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。

其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的.为了防止Ag电极被氧化,一般在封装时充入N2。

下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。

图12、压电效应若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。

反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应,如图2所示。

如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。

它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

图23、符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图3所示。

当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF到几十PF。

当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L来等效。

一般L的值为几十mH 到几百mH。

晶片的弹性可用电容C来等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。

晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效(与晶片表面光滑度成反比,粗糙平整度影响R值,它决定了晶振80%的品质)，它的数值约为100Ω。

9.5.2 石英晶体多谐振荡器在许多数字系统中，都要求时钟脉冲的频率十分稳定。

上面介绍的用555定时器组成的多谐振荡器，虽然结构简单、调节方便，但因为判决电平易受温度变化和电源波动的影响，电阻、电容的参数易受外部环境的改变而变化，且电路结构本身就易受到干扰，所以造成输出信号振荡频率的稳定性不是很高。

为了提高振荡器的频率稳定性，往往需要使用石英晶体，构成石英晶体多谐振荡器。

一．石英晶体的选频特性图9.5.4为石英晶体的符号和阻抗频率特性。

由图9.5.4（b ）可知，石英晶体对频率特别敏感，在其两端加入不同频率的信号时，石英晶体将呈现不同的阻抗特性和阻抗大小。

当信号频率为时，石英晶体呈现纯阻性，且阻抗值最小，接近为0。

当信号频率时，石英晶体呈现电感性； 时，呈现电容性。

并且，其阻抗值随偏离的距离的增大而迅速增大。

根据电路谐振的概念，将称为石英晶体的谐振频率，或者固有频率，它只与石英晶体的切割方向、外形尺寸有关，不受外围电路参数的影响，其稳定性极高，足以满足数字系统对脉冲信号的频率稳定性的要求。

图9.5.4 石英晶体的符号和阻抗频率特性（a ）符号 （b ）阻抗频率特性二．石英晶体多谐振荡器图9.5.5所示为两种比较典型的石英晶体多谐振荡器，其中，图9.5.5（a ）使用的了TTL 反相器，图9.5.5（b ）使用了CMOS 反相器。

图9.5.5 石英晶体多谐振荡器（a ）TTL 型 （b ）CMOS 型0f 0f f >0f f <0f 0f★ 图9.5.5（a ）中：电容 是耦合电容，使反相器 之间形成正反馈交流环路，也可以不用，采用直接耦合方式构成电路。

石英晶体构成选频环节，其谐振频率处晶体的阻抗最低，此时反馈信号最强而产生自激振荡，所以石英晶体多谐振荡器的振荡频率必定是，而与所接电容、电阻及门电路的阈值电压无关，具有极强的稳定性。

同时，实际使用时，又常常在输出端使用一个反相器 ，起整形作用，使输出信号更接近矩形波。

石英晶体谐振器原理特点和参数石英晶体振荡器的基本工作原理及作用(1)石英晶体振荡器（简称晶振）的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化矽的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。

其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑胶封装的。

(2)压电效应若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。

反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。

如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。

它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

(3)符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图所示。

当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个pF到几十pF。

当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L來等效。

一般L的值为几十mH到几百mH。

晶片的弹性可用电容C來等效，C的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。

晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R來等效，它的數值约为100Ω。

由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也小，因此回路的品质因數Q很大，可达1000～10000。

加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关，而且可以做得精确，因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定性。

晶体符号等效电路频率特性曲线图石英晶体振荡器外形图片(4)谐振频率从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即a、当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。

高频高稳恒温晶体振荡器设计摘要：本文采用低频高稳振荡与低噪声倍频相结合的方法，并进行精密控温设计，研制了一种高频高稳恒温晶体振荡器，输出频率为100MHz，短期频率稳定度可以实现2．68E-13／s，2．54E-12／100s，老化率优于7E-11／d，谐波优于-50dBe。

经随机振动、冲击和温度冲击等环境试验考核，晶振试验前后频率变化均小于±5E-9，可以很好地满足多领域应用对高频高稳定信号源的需求，可靠性高，有利于简化系统构成，缩小设备体积。

关键词：高频；短期频率稳定度；老化率；恒温晶体振荡器恒温晶体振荡器作为系统的基准频率源，广泛应用于导航、制导和空间探测等领域中。

随着系统探测精度的不断提高，对恒温晶体振荡器的短期频率稳定度和老化率提出更高要求；而由于高速电路和系统小型化要求，对高频高稳恒温晶体振荡器产生了较大的需求。

对于输出频率达到100MHz的高频晶体振荡器，通过石英谐振器直接振荡，频率稳定度可达到2E-12／s，而要实现E-13量级则较为困难，还不能满足一些领域的应用需求。

本文采用IOMHz低频振荡并进行倍频的方式，结合精密控温设计，研制了100MHz高频高稳恒温晶体振荡器，测试结果表明，该晶振具有优异的短期频率稳定度和老化率。

2高频高稳晶体振荡器设计2．1总体技术方案理想情况下，倍频不会影响到晶体振荡器的短期频率稳定度，因此，对于追求优异短期频率稳定度的情况，高频高稳恒温晶振多采用高稳晶振结合锁相倍频，或低频振荡直接倍频的方案。

其中，采用锁相方案的晶振噪底较好。

但锁相环路较为复杂，且易受到环路器件性能的限制和其他附加噪声的影响；直接倍频方式虽然会抬高噪底，但是具有良好的近端相位噪声，且电路形式简单，适用于对秒级和百秒级短期频率稳定度要求较高的场合。

振荡电路部分采用10MHz高Q值石英谐振器形成稳定的振荡，信号经放大后，通过低噪声倍频、放大、滤波，得到纯净的100MHz高频高稳振荡信号。

关于新型石英晶体谐振器的技术研究摘要：石英晶体元器件是目前电子元器件领域应用最广泛的基础元件之一，可广泛应用于各种电子技术应用方面。

关键词：石英晶体、谐振器、技术创新引言随着电子信息产业的发展，在以人工智能（ＡＩ）和物联网（ＩｏＴ）为主导的智慧新时代，石英晶体谐振器（简称谐振器）作为一种用于稳定频率和选择频率不可或缺的重要电子组件之一，对其性能要求也越来越高，尤其是高精度和高稳定性。

针对谐振器的稳定性已有大量研究，其中最经典的就是ＪｏｈｎＶｉｇ．对谐振器３种典型的老化特性曲线的总结。

石英晶体元器件是目前电子元器件领域应用最广泛的基础元件之一，可广泛应用于各种电子技术应用方面。

在现代电子系统和设备Ｗ及精密频率计量等频率控制和管理领域中，类型繁多的各类石英晶体振荡器占有素称＂也脏＂的地位。

随着数字技术的高速发展，石英晶体振荡器技术在朝着小型化、片式化、高精度和高稳定化、低噪声、高频化、低功耗、启动快等方向发展，而且晶体振荡器应用领域将更加广泛，需求量也将越来越大。

目前中国电子产品都将迅速向小型化发展，消费类电子产品的轻薄化和小型化使ＳＭＤ封装产品逐渐成为主流，移动信息设备市场的快速发展也促使晶体振荡器产品朝着微型化方向发展。

按照目前电子元器件的小型化发展趋势，未来势必会成为ＳＭＤ晶体谐振器的主流产品。

1.石英晶体谐振器石英晶体谐振器（英文：quartzcrystalunit或quartzcrystalresonator，常被标识为Xtal，ExtenalCrystalOsillator，外部晶振器，因为晶振单元常常作为电路外接），简称石英晶体或晶振，是利用石英晶体（又称水晶）的压电效应，用来产生高精度振荡频率的一种电子元件，属于被动元件。

该元件主要由石英晶片、基座、外壳、银胶、银等成分组成。

它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。

晶振广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中，以及在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。

石英晶体谐振器From:欧阳联铂石英晶体振荡器是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。

一、石英晶体振荡器的基本原理1、石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。

其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的.为了防止Ag 电极被氧化,一般在封装时充入N2。

下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。

图12、压电效应若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。

反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应,如图2 所示。

如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC 回路的谐振现象十分相似。

它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

图23、符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图3 所示。

当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF 到几十PF。

当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L 来等效。

一般L 的值为几十mH 到几百mH。

晶片的弹性可用电容C 来等效，C 的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。

晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R 来等效(与晶片表面光滑度成反比,粗糙平整度影响R 值,它决定了晶振80%的品质)，它的数值约为100Ω。

数字时钟设计实验报告一、实验目的本次数字时钟设计实验的主要目的是通过运用数字电路的知识和技能，设计并实现一个能够准确显示时、分、秒的数字时钟。

通过这个实验，加深对数字电路中计数器、译码器、显示器等基本组件的理解和运用，提高电路设计和调试的能力。

二、实验原理数字时钟的基本原理是通过对时钟信号进行计数和分频，将时间信息转换为数字信号，并通过译码器和显示器进行显示。

1、时钟信号产生通常使用石英晶体振荡器产生稳定的高频时钟信号，然后通过分频电路将其分频为适合计数的低频信号，如 1Hz 信号用于秒的计数。

2、计数器使用二进制计数器对时钟信号进行计数，分别实现秒、分、时的计数。

秒计数器满60 向分计数器进位，分计数器满60 向时计数器进位。

3、译码器将计数器输出的二进制编码转换为能够驱动显示器的信号，如七段数码管译码器。

4、显示器使用七段数码管或液晶显示器来显示时、分、秒的数字信息。

三、实验器材1、数字电路实验箱2、集成电路芯片：计数器芯片（如 74LS160）、译码器芯片（如74LS47）、与非门芯片（如 74LS00）等3、七段数码管4、电阻、电容、导线等四、实验步骤1、设计电路原理图根据实验原理，使用数字电路设计软件（如 Protel）或手绘的方式设计出数字时钟的电路原理图。

在设计过程中，要合理安排芯片的布局和连线，确保电路的正确性和稳定性。

2、芯片选择与引脚连接根据电路原理图，选择合适的集成电路芯片，并按照芯片的引脚功能进行正确的连接。

在连接过程中，要注意引脚的极性和连接的可靠性，避免虚焊和短路。

3、电路搭建与调试将连接好的芯片和元器件安装在数字电路实验箱上，按照电路原理图进行布线。

接通电源后，使用示波器和逻辑分析仪等工具对电路的各个节点进行测试和调试，观察时钟信号、计数器输出、译码器输出等是否正常。

4、故障排除如果电路出现故障，如数码管不显示、显示错误、计数不准确等，要根据故障现象进行分析和排查。