高频晶体正弦波振荡器.docVIP

课程设计任务书 学生姓名： 专业班级： 电子1001班 指导教师： 工作单位： 信息工程学院 题 目：高频晶体正弦波振荡器 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： 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12V ，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： 1．2013年12月23日分班集中，布置课程设计任务、选题；讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求；课设答疑事项。 2．2013年12月24日 至2013年12月26日完成资料查阅、设计、制作与调试；完成课程设计报告撰写。 3. 2013年12月27日提交课程设计报告，进行课程设计验收和答辩。 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 1 绪论 2 1 设计内容及要求 3 2 石英晶体特性简介 3 2.1 压电效应 3 2.2 等效电路及电抗特性 4 2.3 晶振的优缺点 5 3 晶体振荡器 5 3.1起振和稳幅 5 3.2 并联型晶体振荡器 5 3.3 串联型晶体振荡器 6 3.4 输出缓冲级 7 3.5 晶体正弦波振荡器原理图及参数计算 8 4 电路仿真 9 4.1高频晶体振荡器输出测试 9 4.2实物制作与调试 10 5 元器件清单 11 6 心得体会 12 参考文献 13 摘 要 石英晶体正弦波振荡器简称晶振，是以高稳定度、高Q值的石英谐振器替代LC振荡器中震荡回路的电感、电容元件而构成的自激正弦波振荡器，它利用石英晶体的压电效应实现机械能与电能的相互转化。由于晶体振荡器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，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。 本设计对利用石英晶体构成正弦波的振荡器的方法做了较深入的研究，对振荡器的原理及石英晶体振荡器原理做了详细的介绍并通过Multisim 软件设计、仿真出串并联可交换的石英晶体振荡器，最后按照原理图进行实物的连接、调试和参数的计算。 关键词：晶体振荡器、Multisim 绪论 石英晶体振荡器是利用石英晶体即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。石英晶体振荡器具有很好的标准性和极高的品质因素，因此利用石英晶体振荡器作滤波原件构成的振荡器，具有很高的频率稳定度，采用高精度的稳频措施后，石英晶体振荡器可以达到很好的频率稳定度。 本次设计通过对并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器各方面的比较，结合两种电路得到我们需要的电路。 1 设计内容及要求 1.1设计目的 （1）掌握高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力，并在此基础上设计一个通过跳线可实现串并联变换的晶体正弦波振荡器。 （2）提高电子电路的理论知识及较强的实践能力，能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。 1.2 设计任务及要求 根据已知条件，完成通过基于石英晶体的正弦波振荡器的设计、连接与仿真。该振荡器须符合以下要求： （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12V ，电流1～3mA; 输出频率 10 MHz； （3）通过双变跳线可构成克拉勃和西勒的串、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)。 Co是静电电容，代表石英晶体支架静电容量，一般为几至几百皮法；Lq是动态电感，相当于机械振动的惯性，一般以几十毫亨至几百亨；Cq是动态电容，相当于晶体的等效弹性模数，很小，一般以百分之几皮法计；Rq是动态电阻。相当于晶体的的摩擦损耗，一般以几至几百欧计。易知：石英晶体的品质因数很高。 石英晶体谐振器有两个谐振频率,当L、C、Rfs=1/2π，当等效电路并联谐振时，谐振频