高频正弦波振荡器

目录

摘要 (1)

1.引言 (3)

2.Multisim 简介 (4)

3.正弦波振荡器的基本原理 (6)

3.1起振过程与起振条件 (6)

3.2平衡过程与平衡条件 (7)

3.3平衡状态的稳定条件 (8)

4.三点式LC振荡器 (9)

4.1电容三点式振荡器 (9)

4.2克拉勃电路 (10)

4.3西勒电路 (11)

5.石英晶体振荡器 (12)

5.1 压电效应及其等效电路 (12)

5.2石英晶体的阻抗特性 (12)

5.3石英晶体振荡器电路 (13)

5.3.1并联型晶体振荡电路 (13)

5.3.2串联型晶体振荡电路 (14)

6.振荡电路的设计及仿真 (14)

6.1 主要原件参数设计 (14)

6.1.1振荡电路部分 (15)

6.1.2输出级部分 (17)

6.2 电路的仿真 (16)

7. 调试波形与实物图 (21)

8.总结 (24)

参考文献 (25)

附录1.元件清单 (26)

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。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，如彩电的色副载波振荡器、电子钟表的时基振荡器及游戏机中的时钟脉冲振荡器等，石英晶体成本较高，故在要求不太高的电路中一般采用陶瓷谐振元件。

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；串并联；Multisim仿真

Quartz crystal oscillator is a high precision and high stability of the oscillator, is widely used in color television sets, computers, remote controls and other kinds of oscillator circuits, and communications systems for the frequency generator, generate the clock for the data-processing equipment signal and reference signals for a particular system. Quartz resonators for very high frequency stability, it is mainly used in the required oscillation frequency is very stable as resonant circuit elements such as color TV color subcarrier oscillator, electronic watches and games when the base of the clock oscillator pulse oscillators, quartz crystal high cost, it is not too high in the required circuit components generally use ceramic resonators.

This design constitutes a sine wave on the use of quartz crystal oscillator method to do a more in-depth research on the oscillator principle and principle of quartz crystal oscillators made a detailed introduction and adoption of Multisim software design, simulation a commutative series-parallel quartz crystal oscillator, and finally in accordance with the schematic diagram for physical connections, debugging and parameter calculation.

Keywords：Crystal；Oscillator；Series-parallel；Multisim Simulation

1.引言：

正弦波振荡器是能量转换器件，是指不需要输入信号控制就能自动地将直流电转换为特定频率和振幅的正弦交变电压（电流）的电路。正弦振荡电路与非正弦振荡电路的一个重要区别是:正弦振荡电路具有选频网络。常用的正弦波振荡器有电容反馈振荡器和电感反馈振荡器两种。后者输出功率小，频率较低；而前者可以输出大功率，频率也较高。振荡器与放大器的区别在于无需外加激励信号就能产生具有一定频率，一定波形和一定振幅的交流信号。正弦波振荡器的主要性能指标是振荡频率的准确度和稳定度、振荡幅度的大小其稳定性、振荡波形的非线性失真、振荡器的输出功率和效率。振荡器输出的信号频率、波形、幅度完全由电路自身的参数决定。

正弦波振荡器可分为两大类：

1、正反馈振荡器：正反馈振荡器是利用反馈原理构成的，它是目前应用最广的一类振荡器。它又可分为LC振荡器、晶体振荡器和RC振荡器三类。

2、负阻振荡器：负阻振荡器将负阻抗元件直接连接到谐振回路中，利用负阻器件的负阻抗效应去抵消回路中的损耗，从而产生出正弦波振荡。

正弦波振荡器广泛用于各种电子设备中。此类应用中，对振荡器提出的要求是振荡频率和振荡振幅的准确性和稳定性。正弦波振荡器的另一类用途是作为高频加热设备和医用电疗仪器中的正弦交变能源。这类应用中，对振荡器提出的要求主要是高效率地产生足够大的正弦交变功率，而对振荡频率的准确性和稳定性的要求一般不作苛求。