高频石英晶体振荡器仿真报告
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。
高频实验报告
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。
石英晶体振荡器频率重现性和准确度计算公式的变换
石英晶体振荡器频率重现性和准确度计算公式的变换王耀升(福建省计量科学技术研究所福州350003)目前我国频率和时间标准传递的方法基本上有二种:其一是直接比对,即搬运法,就是把被校频率源送到计量部门与高一级的标准频的频率准确度和频率重视性的计算公式进行变换,使之适用,不发生错误。
5MH z + 500Hz率源进行直接比对;其二是电波传递(包括电视广播传递)。
由于各种原因第一种方法仍被广泛地采用。
在直接比对中,我国各级计量部门基本上是采用频差倍增的方法。
实现频差倍增5MHz 标准压控晶振X 2锁相10MH z+ 1KH z混频1kHz+ N f计数→L ED显示↑微计算机方法的仪器有不少,国营星华仪器厂生产的XH 3591频稳测试仪就是其中一种。
被测频标XN 器板↓微型打印机XH 3591频稳测试仪工作在“不锁相”测频状态时,其测频准确度即为机内石英晶体振荡器的频率准确度,一般在1×10- 7与1×10- 8之间,“锁相”时,其测频准确度受显示位数及±1计数误差的限制一般在1×10- 9 ,只能检定准确度为1×10- 8以下的石英晶体振荡器,而且XH 3591频稳测试仪在测频工作状态时不能定时自动测量与打印测量结果。
因此XH 3591频稳测试仪的这二种工作状态不能用在较高精度的石英晶体振荡器的检定。
要想获得高精度的测量,必须使用外频标锁相,让XH 3591频稳测试仪功能在“长稳”状态,并且与XH43001频标切换器接口,可实现对10台以内的石英晶体振荡器进行自动测量。
可以测量石英晶体振荡器的频率准确度、日波动、频率重现性等技术参数。
XH 3591频稳测试仪工作在“长稳”测量状态时,由于该机工作原理决定了测量石英晶体振荡器的频率时,所显示的数值不能直接用来计算被测对象的频率准确度和频率重现性;否则会出现计算出来的结果与被测石英晶体振荡器的实际频率准确度和频率重现性绝对值一样,符号相反的错误。
石英晶体振荡器
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。
下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。
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2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，它的数值约为100Ω。
由于晶片的等效电感很大，而C很小，R 也小，因此回路的品质因数Q很大，可达1000～10000。
高频仿真实验报告
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。
石英晶体稳频的多谐振荡器
u2/3V0 ttu08.1 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。
高频实验报告
（6）调节调制信号的大小，观察m=100%和m>100%两种调幅波在过零点处的波形情况，比较他们的区别。
3.普通调幅波解调
(1)将示波器CH2接幅度调制模块中调幅波输出端J23（TF.OUT）。根据实验步骤调节红色旋钮VR5将输出信号设置为峰峰值为Vp-p=150mv左右的调幅信号，并调整调制信号大小使调幅度m<30%。
实验报告
课程名称：高频电子线路实验
实验项目：正弦波振荡器、振幅调制与解波
实验仪器：
系别：光电信息与通信工程
专业：通信工程
班级/学号：
学生姓名：
实验日期
成绩
实验一正弦波振荡器
一、实验目的：
1、掌握三端式振荡电路的基本原理，起震条件，振荡电路设计及电路参数计算。
2、通过实验掌握晶体管静态工作点、反馈系数大小、负载变化对起振和振荡幅度的影响。
CAP可变为C7、C14、C23、C19其中一个。为了满足起振条件的要求F的值不能太大也不能太小，通常取为1/3-1/8。其中Cj为变容二极管2CC1B，根据所加的静态电压对去静态电容，CT3为5-20PF的半可变电容。该高频等效电路未考虑负载电阻。西勒电路是在克拉波电路的基础上在电感两端并联了一个小电容，且满足CAP远大于（CT1+CT17），故其回路等效电容C≈CT1+CT17+Cj。故振荡频率f0=1/2л 。西勒电路在分立元件系统或集成高频电路系统中均获得广泛的应用。
用MC1496集成电路构成的条幅电路如下图所示，图中VR8用调节引出脚1、4之间平衡，R39与R46与电位器VR8组成平衡调节电路，改变VR8可以调节输出载波信号的大小，以使乘法器实现抑制载波的振幅调制或有载的振幅调制，脚1和脚4分别接电阻R43和R49可以较好的抑制载波漏信号和改变温度性能，器件采用双电源供电方式
高频课设报告-采用Multisim仿真软件对高频正弦波振荡器设计
高频课设报告-采用Multisim仿真软件对高频正弦波振荡器设计洛阳理工学院计算机与信息工程系20XX届通信工程专业课程设计报告计算机与信息工程系《高频电子线路》课程设计报告专业通信工程班级xxxxxxx学号xxxxxxxxx姓名xxxxxxxx完成日期20XX年12月26日指导教师xxxxxx评语：成绩：批阅教师签名：批阅时间：第一章高频正弦波振荡器1.1任务和设计要求：1.1.1设计内容在本次课程设计中采用了Multisim仿真软对高频正弦波振荡器进行设计及绘制，并模拟仿真。
从理论上对电路进行了分析。
选择合适的预案器，设计出满足要求的高频正弦波振荡器。
1.1.2设计要求设计一个高频正弦波振荡器，要求振荡频率为5MHz,相对准确对≤2‰。
1.2高频正弦波振荡器工作原理及系统框图由LC谐振回路作反馈电路的反馈型正弦波振荡器。
其放大电路主要由晶体管或电子管构成，自振频率基本上决定于谐振回路的电感L和电容C，振荡幅度主要受制于有源电子器的非线性和电源电压的幅度。
LC振荡器因谐振回路具有很高的选择性，即使放大器工作在非线性区，振荡电压仍非常接近正弦形。
但因它的谐振元LC之值限于体积不宜过大，振荡频率不宜太低,一般为几百千赫到几百兆赫。
频率稳定度墹f/f一般为10-2～10-4量级，略优于RC振荡器，但比石英晶体振荡器要低几个数量级。
谐振元L或C 的数值调节方便，可借以改变振荡频率，因而为广播、通信、电子仪器等电子设备所广泛采用。
LC振荡器依L、C在电路中的接法不同而有调集振荡器、哈特莱振荡器、科皮兹振荡器等主要类型。
正弦波振荡器的工作原理图如下：图1系统原理框图1.3系统电路设计该高频正弦波振荡器是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。
它由四部分组成：放大电路，选频网络，反馈网络和稳幅电路。
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。
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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。