实验4 石英晶体振荡器实验指导
石英晶体振荡电路石英谐振器
6.8 k
C1 120 p 200 (a )
C4为微调电容， 用来改变振荡 频率，不过频 率调节范围是 很小的。
37
石英谐振器
2.串联型晶体振荡电路
电路结构
等效电路
注：晶体相当于短路元件，常串接在正反馈支路中。
29
石英谐振器
二、石英晶体振荡电路
石英晶体在电路中可以起三种作用：
一是充当等效电感，晶体工作在接近于并联谐振频率 fp
的狭窄的感性区域内， 这类振荡器称为并联谐振型石英晶体 振荡器；
二是石英晶体充当短路元件，并将它串接在反馈支路内， 用以控制反馈系数，它工作在石英晶体的串联谐振频率fq上， 称为串联谐振型石英晶体振荡器； 三是充当等效电容，使用较少。
12
石英谐振器
(4)恒温控制式晶体谐振器(OCXO)：将晶体和振荡电路置 于恒温槽中，以消除环境温度变化对频率的影响。OCXO频 率精度是10-7～10-8量级，对某些特殊应用甚至达到更高。主 要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和 网络分析仪等设备、仪表中。
13
石英谐振器
目前发展中的还有数字补偿 式晶体振荡器(DCXO)微机补偿
电 感 三点式
电 容 三点式 石英晶 体
10-2～10-4
10-3～10-4 10-5～10-11
差
好 好
几千赫～几十兆 赫
几兆赫～几百兆 赫 几百千赫～一百 兆赫
可在较宽范围内调节频率
只能在小范围内调节频率 （适用于固定频率） 只能在极小范围内微调频 率（适用于固定频率）
易起振，输出振 幅大
石英晶体振荡器实验报告
石英晶体振荡器一、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。
二、实验主要仪器1．双踪示波器2．频率计3．万用表4．实验板G1三、预习要求：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．试画出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。
四、实验原理本实验单元模块电路如图4－1所示,其电路为串联型晶体振荡器，R1、R2、R3、R4、为直流偏置电阻，RP为基极可调电阻，改变其值可以改变振荡的幅度，L2为高频扼流圈，EX晶体振荡器，C T为可调电容，C3为反馈电容，C4分压电容，C2为输出耦合电容。
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，晶体的阻抗增大，使反馈减弱，从而使电路不能满足振幅条件，电路不能工作五、实验内容及步骤实验电路图见图4-1图4-1 晶体振荡器原理图1．测振荡器静态工作点，调图中R P ，测得I Emim I Emax2．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，R 1分别为110K Ω、10K Ω、1K Ω，测出电路振荡频率填入表4.1, 并与LC 振荡器比较。
R L ～f 表4.1六、实验报告要求1．画出实验电路的交流等效电路 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。
OUT+12V。
LC三点式振荡器和石英晶体振荡器
3、反馈深度不同时对振荡器的影响 、
测试条件： 测试条件：CT=100pF， ， C、C’分别为下列三组数据： 、 分别为下列
C=C3=100pF，C’=C4=1200pF； ， ； C=C5=120pF，C’=C6=680pF； ， ； C=C7=680pF，C’=C8=120pF ， 调节电位器Rp ，使IEQ（静态值，即断开 1后调 静态值，即断开C 调节电位器 IEQ，调好后再接上 1），分别为 ，0.8，2.0，3.0， 调好后再接上C ），分别为 分别为0.5， ， ， ， 4.0所标各值，用示波器分别测出各个振荡幅度（峰峰 所标各值， 所标各值 用示波器分别测出各个振荡幅度（ 值）。
二、实验原理及电路说明
1、实验原理 实验原理
LC三点式振荡器的基本构成是放大器加 振 放大器加LC振 放大器加 荡回路，反馈电压取自振荡回路中某个元件， 荡回路 三点式振荡器的一般组成原则 一般组成原则是： 一般组成原则 凡是与晶体管发射极相连的两个回路元件， 其电抗性质必须相同，而不与晶体管发射极相 连的两个回路元件，其电抗性质应相反。
LC三点式振荡器和石英晶体振荡器 三点式振荡器和石英晶体振荡器 一、实验目的
1. 了解LC三点式振荡电路的基本原理； 2. 掌握振荡回路Q值对频率稳定度的影响； 3. 了解反馈系数不同时，静态工作电流IEQ 对振荡器起振及振幅 起振及振幅的影响。 起振及振幅 4.熟悉石英晶体振荡器的工作原理及特点。 5.了解和掌握串联型晶体振荡电路的构成方 法
4、回路Q值和IEQ对频率稳定度的影响 、
值变化时， （1）Q值变化时，对振荡频率稳定度的影 ） 值变化时 响
测试条件： 测试条件： ，IEQ=2mA，CT=100pF， ， ， 分别改变R值 使其值分别为1K 、10K 、 分别改变 值，使其值分别为 110K ，记录电路的振荡频率， 注意观察频 记录电路的振荡频率， 率显示后几位数的跳动情况
石英晶体振荡器实验报告
石英晶体振荡器实验报告
石英晶体振荡器实验报告
一、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。
二、实验电路说明
本实验电路采用并联谐振型晶体振荡器，如图
XT、C2、C3、C4组成振荡回路。
Q1的集电极直流负载为R3,偏置电路由R1、R2、W和R4构成，改变W可改变Q1的静态工作点。
静态电流的选择既要保证振荡器处于截止平衡状态也要兼顾开始建立振荡时有足够大的电压增益。
振荡器的交流负载实验电阻为R5。
三、实验内容及步骤
1．接通电源；
2．测量振荡器的静态工作点：
调整图中W，测得Iemin和Iemax（可测量R4两端的电压来计算相应的Ie值）；经计算可得：Iemin=0.704mA , Iemax=4.920mA 3．测量当工作点在上述范围时的振荡器频率及输出电压。
振荡器的频率为10MHz，输出电压的范围是0.37V～2.50V
4．研究有无负载对频率的影响：先将K1拨至OFF，测出电路振荡频率，再将K1拨至R5，测出电路振荡频率。
四、实验结果实验波形和频率
五、实验心得
通过动手做实验，我了解了石英晶体振荡器的工作原理，及其特点例如十分稳定。
但是实验中我们发现的问题例如开始时测量Ve 过大，虽然我们经过了改正，但是还是提醒我们在以后的实验中的一些必须注意的问题。
高频振荡器实验-石英晶体振荡器
实
调整RW1电位器，使IC=2mA
验
调整时采用间接测量法。 ：即用直流电压表测量晶体管发射极对
数
地电压，并将测量结果记录于表中。
据
BG1
Re=1K
记
Vb
Ve
Vce
Ic计算值
录
四、实验应会技能
实验内容二： 振荡器的频率与幅度调测
实验准备
SW1“右”（LC振荡） SW2“左”（RL=110K）
SW3“左”（C2=330Pf）
fo 1
2 LC
三、实验应知知识
6与.3考毕串兹联电型路相改进电容三端式振荡器(克拉泼电路)
比，电在路电组感成L如上图串示：
联特一点个是电在容考。毕但兹电路的基础上，
它用有一以电下容特C点3与：原电路中的电感L相 1可串、不。振影功荡响用频反主率馈要改系是变以增加回路总电 数容。和减小管子与回路间的耦合来
三点式
三点电容（考毕兹） 三点电感（哈特莱）
改进三 点式
电容串联改进（克拉泼） 电容并联改进（西勒）
串联型
皮尔斯
并联型
密勒
① 放大网络 三、实验应知知识 以有源器件为主体，起能量转换作用，将直流电源提供的能量，通过振荡系统转
换§成4固反定频馈率型的交正流能弦量波，即振构荡成驱器动的系统电。路构成与工作原理
－
•
Vo
正反馈网络
•
Vf
－
－
－
•
Vf
谐振放大＋ 器输出的信号电压经反馈网络产生回授电压uf，作为正回授反馈 到基极。且uf>ui。经放大后再输出，再回授。
振荡器只要满足A*F>1，振荡器则周而复始形成对某单一频率信号放大—回 授,且有uin>ui2>ui1.从而形成振荡过程，实现将直流能量转换成交流信号。
高频实验报告_石英晶体振荡器实验报告
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。
石英晶体振荡器(高频课程设计)..
中文摘要石英晶体振荡器，石英谐振器简称为晶振，它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。
这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。
利用这种特性，就可以用石英谐振器取代LC(线圈和电容)谐振回路、滤波器等。
由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器和通信设备中。
石英谐振器因具有极高的频率稳定性，故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件。
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、仿真出并联的石英晶体振荡器，最后按照原理图进行调试和参数的计算。
关键词石英，晶振，压电效应，频率稳定性，Multisim仿真目录课程设计任务书课程设计成绩评定表中文摘要...................................................................................................... .1 目录...................................................................................................... . (2)1设计任务描述 (3)1.1 设计目的... ..................................................... ................ ............... (3)1.2 基本要求.................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (3)2 设计思路.......................................................... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . (4)3 设计方框图.......................................................................... . . . . . . . . . . . (5)4 各部分电路设计及参数计算................................................. . . . . . . . . . (6)5 工作过程分析....................................................................... . . . . . . . . . . (11)6 元器件清单 (12)7 主要元器件介绍........................................................... . . . . . . . . . . (13)小结........................................................................................... . . . . . . . . . . . . .18 致谢.................................................................................... . . . . . . . . . . . (19)参考文献.............................................................................. . . . . . . . . . . . (20)附录逻辑电路图................................................................... . . . . . . . . . .. (21)仿真效果图 (22)1.设计任务描述1．设计题目：石英晶体振荡器的设计与调试1.1设计目的：1.深入理解石英晶体振荡器的工作原理，熟悉振荡器的构成和电路各元件的作用；2.掌握振荡器的设计方法及参数计算；3.学会正弦波振荡器的调试。
晶体振荡实验报告
晶体振荡实验报告刘润杰03电A 2003131108 摘要:由于学习了课本里的振荡电路,老师要求我们每个学生做一个振荡器,要求是RC或晶体振荡.考虑到种种因素,我决定做晶体振荡器.关键词：晶体振荡正弦波一、方案选择:对比LC振荡器，我们可知影响LC振荡电路振荡频率无的因素主要是LC 并联谐振回路的Q值，可以证明，Q值愈大，频率稳定度愈高。
由电路理论知道，。
为了提高Q值，应尽量减小回路的损耗电阻R并加大L/C值。
但一般的LC振荡电路，其Q值只可达数百，在要求频率稳定度高的场合，往往采用石英晶体振荡电路。
1、并联型晶体振荡电路2、串联型晶体振荡电路。
1）当石英晶体发生串联谐振时，它呈纯阻性，相移是0。
若把石英晶体作为放大电路的反馈网络，并起选频作用，只要放大电路的相移也是0，则满足相位条件，形成图9.19所示的串联型石英晶体正弦波振荡电路。
2）当频率在f s与f p之间，石英晶体呈感性，可将它与两个C构成电容三点式正弦波振荡电路，形成并联型石英晶体正弦波振荡电路如图9.20所示。
实践证明，两者虽然都可行，但串联型晶体振荡较为容易做。
故初步打算用这种方案，其典型电路图如下：此图的起振频率，和晶振的一致，其计算公式就是式中，L的值就是L2的值。
C的值是C5，C6，C7三个电容的等效值。
C5是可调电容，其作用是对电路的频率起微调作用，提高系统稳定性。
R3是偏置电阻，使三极管工作在放在状态。
C7是用来消除寄生振荡干扰的。
二、制作过过程在实际制作的时候，我用万能板搭了一块电路，实际买到的元器件中，9018的放大值有132。
而电感L2的Q值，才45，有点偏低，实验室的老师说应该还是可以的，所以，就没打算自己绕。
搭好所有的电路后，就是不出现所有的波形。
一些杂波干扰非常严重。
几乎不像是正弦波。
只是在杂波中隐隐约约能看到一些类似正弦波的波形，但不是只有一条，有好几条。
所以认为是杂波干扰。
检查了N次电路，发现，电路并没有搭错。
实验4 石英晶体振荡器实验指导
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。
四、基本原理1．晶体振荡器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，则可算得LC并联谐振回路的谐振频率f0≈6MHz，与晶体工作频率相同。
图中， C5是耦合（隔直流）电容，R5是负载电阻。
很显然，R5越小，负载越重，输出振荡幅度将越小。
2．晶体振荡器电路晶体振荡器电路如图4-2所示。
图中，4R03、4C02为去耦元件，4C01为旁路电容，并构成共基接法。
4W01用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）。
4C05为输出耦合电容。
4Q02为射随器，用以提高带负载能力。
实际上，图4-2电路的交流通路即为图4-1所示的电路。
五、实验步骤1．实验准备在实验箱主板上插好晶振模块，接通实验箱上电源开关，按下开关4K01，此时电源指示灯点亮。
2．静态工作点测量改变电位器4W01可改变4Q01的基极电压VB ，并改变其发射极电压VE。
电容三点式及石英晶体振荡器实验
实验一 电容三点式及石英晶体振荡器、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。
、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R P 可改变三极管的集电 极电流，由欧姆定律，I EQ 二U E .R E ,该电路中R E = 1 。
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C T 可改变 振荡器的振荡频率，当C 沽C T ， C \ C T 时，fo :- 1 2 n ... LQ 。
+12C l2^= L2 Cl3^V C IC T图1-1电容三点式振荡器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， 频率稳定性极四、实验内容及步骤--- TOUT Li □R ER PR2p C 2 *但振荡频率不易改变图1-2石英晶体振荡器原理电路（一）LC振荡电路-- 克拉泼电路1、C T对振荡频率和输出电压的影响按图1-1连接电路，改变R P使I EQ = 2 mA，取C = 120 pF , C〉680 pF ,R =110 k门，用频率计测量振荡频率，用示波器测量输出电压的峰-峰值，完成表1-1的测量。
用示波器测量输出电压时，探头应保持“1”档或“ 10”，从而保持示波器的输入阻抗不变；振荡器停振时输出电压记为“0”；测量频率时保留4位或5位有效数字；因振荡器输出电压较小频率计不能正确读数时，可先去掉示波器探头看能否正确读数，若不能则记输出频率为“一”。
表1-1 C T对振荡频率和输出电压的影响2、I EQ对振荡频率和输出电压的影响R =110 kl】，C =120 pF，—680 pF，C T = 50pF，调整R P改变I EQ，完成表1-2的测量。
石英晶体稳频的多谐振荡器
u2/3V 0 ttu 08.1 多谐振荡器本次重点内容:1.多谐振荡器的工作原理。
2.周期的计算方法。
教学过程一、 多谐振荡器特点1. 多谐振荡器没有稳定状态, 只有两个暂稳态。
2. 通过电容的充电和放电, 使两个暂稳态相互交替, 从而产生自激振荡, 无需外触发。
3．输出周期性的矩形脉冲信号, 由于含有丰富的谐波分量, 故称作多谐振荡器。
二、电路组成电路如图8.1 (a) 所示 , 定时元件除电容 C 之外 , 还有两个电阻 R1 和 R2 将高、低电平触发端 ( ⑥、②脚 ) 短接后连接到 C 与 R2 的连接处 , 将放电端 ( ⑦脚 ) 接到 R1与R2的连接处图8.1 (a) 电路组成 (b) 工作波形三、工作原理接通电源瞬间 t =to 时 , 电容 C 来不及充电 ,u c 为低电平 , 此时 ,555 定时器内 R =0,S=1, 触发器置 1, 即 Q =1, 输出u o 为高电平。
同时由于Q =0, 放电管 V 截止 , 电容 C 开始充电 , 电路进 入暂稳态。
一般多谐振荡器的工作过程可分为以下四个阶段 ( 见图 (b)):(1) 暂稳态 I(O ~t l): 电容 C 充电 , 充电回路为 V DD → R1 → R2 → C →地 ,充电时间常数为 为τ1=(R1+R2)C, 电容 C 上的电压 u c 随时间 t 按指数规律上升 , 此阶段内输出电压 uo 稳定在高电平。
(2) 自动翻转 I(t ＝tl): 当电容上的电压 uc 上升到了32V DD 时 , 由于 555 定时器内 S=0,R=1, 使触发器状态Q 由 1 变为 0, Q 由0变成 1, 输出电压 uo 由高电平跳变为低电平 , 电容 C 中止充电。
(3) 暂稳态 Ⅱ (t1~t2): 由于此刻Q ==1, 因此放电管 V 饱和导通 , 电容 C 放电 , 放电回路为 C → R2 →放电管 V →地 , 放电时间常数τ2=R 2C( 忽略 V 管的饱和电阻 ), 电容电压 u c 按指数规律下降 , 同时使输出维持在低电平上。
2.石英晶体振荡器实验报告
石英晶体振荡器实验报告学号200800120228 姓名辛义磊实验台号30一、实验目的1、进一步学习数字频率计的使用方法；2、掌握并联型晶体振荡器的工作原理及特点；3、掌握晶体振荡器的设计、调试方法；4、观察并研究外界因素变化对晶体振荡器工作的影响。
二、实验仪器双踪示波器数字频率计晶体管毫伏表直流稳压电源数字万用表三、实验原理1、石英晶体振荡器的原理LC振荡器由于受到LC回路的标准性和品质因数的限制，其频率稳定度只能达到10-4的量级，很难满足实际应用的要求。
石英晶体振荡器采用石英晶体谐振器作为选频回路的振荡器，其振荡频率主要由石英晶体决定。
与LC回路相比，石英晶体谐振器具有很高的标准性和品质因数，使石英晶体振荡器可以获得极高的频率稳定度。
由于石英晶体的精度和稳频措施不同，石英晶体振荡器可以获得高达10-4—10-11量级的频率稳定度。
晶体谐振器是一个串、并联谐振回路，串并联谐振频率f q、f p分别为由于错误！未找到引用源。
，错误！未找到引用源。
相差很小，一般石英晶体的L q很大，错误！未找到引用源。
很小，与同样频率的LC元件构成的回路相比，L q、错误！未找到引用源。
与LC元件数值要相差4—5个数量级；同时，晶体谐振器的品质因数也非常大。
晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很高的并联谐振阻抗。
在晶体振荡器中，把石英晶体谐振器用作等效感抗，振荡频率必处于错误！未找到引用源。
之间的狭窄频率范围内。
由于石英晶体的高Q特性，等效感抗X随w的变化率极其陡峭，它对频率的变化非常敏感。
因而在晶体振荡器的振荡系统中出现频率不稳定因素影响，使振荡系统的错误！未找到引用源。
时，石英晶体具有极高的频率补偿能力，晶体振荡器的振荡频率只要有极微小的变化，就足以保持振荡系统的错误！未找到引用源。
因此，晶体振荡器的工作频率非常稳定。
晶体振荡器依据在电路中的作用，可分为并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器两大类。
2、实验电路本实验采用石英晶体振荡器，如图所示为实验电路图。
高频实验报告_石英晶体振荡器实验报告
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。
实验四 石英晶体振荡器
东莞理工学院 实验报告
班级： 11通信1 班 姓名：钟伟纯 学号：201141302116 同组同学： 指导老师： 谭永明 日期： 2013-5-28 实验名称：实验四 石英晶体振荡器
一、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 二、实验仪器
1.双踪示波器
2.频率计
3.万用表
4.实验板G1 三、实验内容及步骤 实验电路见图4-1
1.测振荡器静态工作点，调图中R P ,测得I Ｅmin 及I E max （R4为1.5k Ω）。
[实验测得I Ｅmin =0.18mV ，I E max =0.327V]
2.测量当工作点在上述范围时的振荡频率及输出电压(V
V E 27.0m in =，00=f ，输出电压
0=-p p V ，不起振；,999.5,58.50m ax MHz f V V E ==输出电压V V p p 180.2=-
3.负载不同时对频率的影响，R L 分别为110K ,10K ,1K ,测出电路振荡频率，并填入表4－1并与振荡器比较
L2
OUT
图4-1 晶体振荡器原理图
R L -f ：
表4-1
四实验分析
1写出静态工作点的表达式
CC B V R R R R V p 212++=
，c e I R V V I BE B E ≈-= ，β
C B I
I =
2画出直流通路、交流通路
3晶体在电路中的作用？
搭：晶体在电路中相当于短路元件。
4振荡频率等于晶体的谐振频率等于6MHz 。
LC 及石英晶体振荡器
实验报告课程名称通信电子线路实验名称 LC 及石英晶体振荡器实验类型综合（验证、综合、设计、创新）2013年11月29日星期五实验三 LC 及石英晶体振荡器一、实验目的1、掌握 LC 三点式振荡电路的基本工作原理及参数计算。
2、熟悉晶体振荡器基本工作原理及参数计算。
3、掌握静态工作点、反馈系数、振荡回路Q值等对振荡器起振条件、振荡幅度和振荡频率的影响。
4、验证晶体振荡器频率稳定度高的特点。
二、实验仪器1、示波器2、频率计3、万用表4、实验板 14、阐明为什么用石英谐振器作为振荡回路元件就能使振荡器的频率稳定大大提高。
四、实验内容1、用万用表测量两类振荡器的静态工作点。
用示波器观察振荡器的停振、起振现象。
2、用示波器观察两类振荡器输出波形，测量振荡电压峰峰值，并以频率计测量振荡频率。
3、观察并测量静态工作点、 耦合电容、 反馈系数、 负载 （Q 值）变化对 LC 振荡器幅度和频率的影响。
4、观察并测量静态工作点、负载变化对晶体振荡器幅度和频率的影响。
五、基本原理及实验电路振荡器的种类很多，本实验主要研究 LC 三点式振荡器及晶体振荡器。
1、基本原理(1)LC 三点式振荡器图 3-1 是电容反馈式三点式振荡器的原理图，这里Cie 和Coe 分别为晶体管的输入和输出电容。
其放大网络的放大倍数为iR K R εβ=（3-1）其中，Ri 为晶体管输入电阻，R ε为折合到集电极和射极间的总谐振电阻。
220111s iF R R n R R ε=++ (3-2) 212C n C C '=''+ 12C F C '=' 11oe C C C '=+ 22ie C C C '=+ 这里，Rs 为晶体管输出电阻，Ro 为折合到集电极和射极间的谐振回路的谐振电阻，n 为回路接入系数，F 为反馈网络的反馈系数。
加入负载时，该式变为220111(//)s L iF R R n R R R ε=++ (3-3) 起振条件为 1iR KF F R εβ=> (3-4)20111()(//)i i S L s R R F F F R n R R R Fβ⇒>++≈+ 振荡频率可近似写成00''''''12121212''''12121211111()()S ioe ie oe ieC C C C C C R R C C C C LC L L LC C C C C C C C εωω=+≈===+++++++ (3-5)即，振荡频率比谐振回路的谐振频率略高一点，Rs 、Ri 越小，振荡频率偏高越明显。
石英晶体振荡器实验报告【高振动石英晶体振荡器】
石英晶体振荡器实验报告【高振动石英晶体振荡器】石英晶体振荡器实验报告【高振动石英晶体振荡器】新的设备特性使苛刻应用中的频率控制更稳固。
我们通常认为在电子系统中，石英晶体振荡器是最易碎的元件之一，这并不奇怪，因为振荡器里的石英晶体谐振器是由一个很大的结晶体组成的，就像一个大的圆空AT-cut晶体被金属夹固定在一个金属壳里。
这种结构不能耐受高出50～100g太多的振动强度。
这类晶体振荡器非常适合大型台式仪器和类似的设备，但不太适用于对高振动性要求很高的应用领域，如掌上电脑和军需设备。
在这些设备中，加速度达到千个甚至万个g。
很明显，一般的晶体结构在此类应用中是不合适的。
推动石英晶体和振荡器结构变化的动力来自对电子器件小型化的不断追求。
伴随着照相机平版印刷的发展和加工石英晶体的化学工艺的进步，小型化在1970年迈出了关键的一步。
这种新的处理工艺来自曾用于硅工业的一些技术，能够精确地磨制出小于1mm尺寸的石英／晶体，并能精确到几微米。
在小型化进程中很重要的另一步是将晶体牢牢固定于一个粗糙机架的陶瓷封装技术得到发展。
由此，这种制造与构造工艺成为了石英晶体小型化不成文的标准。
“小型化”与“好处”幸运的是，石英晶体振荡器的小型化还带来了额外的好处，那就是大大提高了它们冲击与振动的耐受性。
因为尺寸小，谐振器质量较低，也因此对谐振器的力也较小。
如果使用强安装材料，谐振器就不会因为加速度太大掉下来，它会被牢牢固定在本来的位置上，进一步而言，由于它的小尺寸(短空白大小或短音叉齿)谐振器内的剪力很小，谐振器能抵抗高振动而不被破坏。
小尺寸的另一个附加的好处是，谐振器的最低弯曲型频率状态可达几千赫兹或更高。
这种情形至少会带来两个好处。
第一个，由于振动到来之前大约1mm或更长时间会出现振动，可作为类似静电噪声的脉冲处理，在任何指定时段内的振动可大致看做一个固定的加速度，而这个加速度太小，所以不能激活晶体的弯曲模式，第二，这种弯曲型对频率要求非常高，振动产生的频率通常低于2kHz，所以不会被其所激活。
石英晶体振荡器
实验四、石英晶体振荡器•实验目的•熟悉石英晶体振荡器的工作原理及特点。
•掌握石英晶体振荡器的设计方法和参数计算方法。
•实验仪器1 ．数字万用表2 ．双踪示波器3 ．高频电路实验装置4 ．无感起子•预习要求1. 预习电容反馈三点式振荡器和石英晶体振荡器的工作原理。
2. 分析图3.4-1 的工作原理及电路中各元件的作用，当L1=3.3 μH ,C=120Pf, C ' =680Pf,C T =50Pf 和L1=3.3 μ H ,C=120Pf, C ' =680Pf,C T =150Pf 时，计算电路的振荡频率。
3. 分析图3.4-2 的工作原理及电路中各元件的作用, 并说明串联型晶体振荡器和并联型晶体振荡器电路的区别.•实验电路及工作原理图 3.4-2 石英晶体振荡器图 3.4-2 为石英晶体振荡器,RP 、R1 、R2 、R4 为直流静态偏置电路，C1 、C2 为旁路电容，L2 、C6 、C7 为滤波电路，L1 为高频扼流圈，C5 为滤波电容，石英晶体EX 与电容C3 、C4 、CT 构成谐振电路，L 在电路中作为电感使用，RL 为负载。
此电路相当于电容反馈三点式的克拉泼电路。
•实验内容及步骤3. 测量当C 、C ˊ不同时，也就是当反馈系数不同时，起振点、振幅和工作电流I EQ 的关系。
（ 1 ）当RL=110K Ω时，取C=C3=100pf, C ˊ =C4=1200pf, 调电位器RP 使I EQ 分别为表 3.4-2 中所标各值, 用示波器测量输出振荡幅度V P-P , 填入表中.表 3.4-2(2) 取C=C5=120pf, C ˊ =C6=680pf 和C=C7=680pf, C ˊ =C8=120pf, 分别重复测量输出电压的振荡幅度, 填入表 3.4-2 中.4. 频率稳定度的影响(1) 负载阻抗的影响: 回路LC 参数不变, 当f=6.5MHZ,C/ C ˊ=100/1200pf,I EQ = 3m A, 改变L 的并联电阻R, 使其分别为1K Ω、10K Ω、110K Ω，分别记录电路的振荡频率，并填入表3.4-3 中.表 3.4-3R 1K Ω10K Ω110K Ωf(MHZ)(2) 回路LC 参数不变, 改变I EQ 对频率的影响: 当f=6.5MHZ,C/C ˊ =100/1200pf, RL=110K Ω , 改变I EQ 使其分别为表3.4-4 中的各值, 测量振荡频率的值填入表中。
石英实验报告
一、实验目的1. 了解石英晶体振荡器的基本原理和结构；2. 掌握石英晶体振荡器的性能测试方法；3. 分析石英晶体振荡器的频率稳定性和相位噪声等性能指标；4. 评估石英晶体振荡器在实际应用中的适用性。
二、实验原理石英晶体振荡器是一种利用石英晶体的压电特性产生稳定频率信号的电子元件。
当石英晶体受到机械振动时，会在其表面产生电荷，从而在晶体两端形成电场。
反之，当在晶体两端施加电场时，也会使晶体产生机械振动。
这种现象称为压电效应。
石英晶体振荡器的工作原理基于石英晶体的固有频率。
当外界施加的频率与晶体的固有频率相匹配时，晶体将产生共振现象，从而产生稳定的振荡信号。
石英晶体振荡器的频率稳定性和相位噪声等性能指标主要取决于晶体的质量、电路设计以及外部环境等因素。
三、实验仪器与材料1. 石英晶体振荡器；2. 数字频率计；3. 示波器；4. 信号发生器；5. 稳压电源；6. 连接线；7. 实验平台。
四、实验步骤1. 将石英晶体振荡器接入实验平台，连接好信号发生器、数字频率计和示波器；2. 调整信号发生器的输出频率，使其接近石英晶体振荡器的固有频率；3. 观察示波器显示的振荡波形，调整信号发生器的输出频率，使石英晶体振荡器产生共振；4. 记录此时石英晶体振荡器的输出频率；5. 调整信号发生器的输出频率，使石英晶体振荡器产生共振，重复步骤4；6. 比较不同频率下石英晶体振荡器的输出频率，分析其频率稳定性；7. 测量石英晶体振荡器的相位噪声，记录数据；8. 分析实验结果，评估石英晶体振荡器的性能。
五、实验结果与分析1. 频率稳定性实验中，我们记录了石英晶体振荡器在不同频率下的输出频率。
经过多次测量，得到石英晶体振荡器的频率稳定度为±0.01ppm。
这说明石英晶体振荡器具有较好的频率稳定性。
2. 相位噪声实验中，我们测量了石英晶体振荡器的相位噪声。
在10kHz带宽内，相位噪声为-100dBc/Hz。
这说明石英晶体振荡器具有较低的相位噪声，适用于对相位稳定性要求较高的场合。
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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
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V
p-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。
四、基本原理
1．晶体振荡器工作原理
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L
1、C
2
、C
3
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L
1=4.3μH、C
2
=820pF、C
3
=180pF，则可算得LC并联谐振回路
的谐振频率f0≈6MHz，与晶体工作频率相同。
图中， C5是耦合（隔直流）电容，R5是负载
电阻。
很显然，R
5
越小，负载越重，输出振荡幅度将越小。
2．晶体振荡器电路
晶体振荡器电路如图4-2所示。
图中，4R03、4C02为去耦元件，4C01为旁路电容，并
构成共基接法。
4W
01用以调整振荡器的静态工作点（主要影响起振条件）。
4C
05
为输出耦合
电容。
4Q02为射随器，用以提高带负载能力。
实际上，图4-2电路的交流通路即为图4-1所示的电路。
五、实验步骤
1．实验准备
在实验箱主板上插好晶振模块，接通实验箱上电源开关，按下开关4K01，此时电源指示灯点亮。
2．静态工作点测量
改变电位器4W01可改变4Q01的基极电压V
B ，并改变其发射极电压V
E。
记下V
E
的最大、
最小值，并计算相应的I
Emax 、I
Emin
值（发射极电阻4R04=1KΩ）。
3．静态工作点变化对振荡器工作的影响
⑴实验初始条件：V EQ=2.5V（调4W01达到）。
⑵调节电位器4W01以改变晶体管静态工作点I
E
，使其分别为表4.1所示各值，且把示
波器探头接到4TP02端，观察振荡波形，测量相应的振荡电压峰-峰值V
p-p
，并以频率计读取相应的频率值，填入表4.1。
表4.1
六、实验报告要求
1．根据实验测量数据，分析静态工作点(I
EQ
)对晶体振荡器工作的影响。
2．对实验结果进行分析，总结静态工作点、负载电阻等因素对晶体振荡器振荡幅度和频率的影响，并阐述缘由。
3．对晶体振荡器与LC振荡器之间在静态工作点影响、带负载能力方面作一比较，并分析其原因。
4．总结由本实验所获得的体会。