模块Ⅰ模电的项目五信号产生电路.ppt

模块Ⅰ模电 项目五 信号产生电路 任务二 插装与测试石英晶体正弦波振荡电路 1.了解石英晶体振荡器主要特点。 2.理解石英晶体振荡电路基本工作原理。 3.掌握插装与调试石英晶体振荡电路的操作技能。 【学习目标】 模块Ⅰ模电 项目四 集成运算放大电路 任务二 插装与测试石英晶体正弦波振荡电路 随着电子技术的飞速发展，对振荡电路频率稳定度的要求越来越高，当要求频率稳定度高于10-5量级时，就需要使用石英晶体振荡器作选频网络。 【任务引入】 模块Ⅰ模电 项目四 集成运算放大电路 任务二 插装与测试石英晶体正弦波振荡电路 一、石英晶体的特点 1.石英晶体的结构与符号 （1）结构 石英晶体振荡器，简称晶振。它是从一块石英晶体上按一定方位角切割出很薄的石英晶片，再将晶片的两个端面抛光并涂敷银层，作为两个电极引出，并加以封装而成的。内部结构如图5-2-1（a）所示。 （2）图形符号 石英晶体振荡器电路图符号如图5-2-1（b）所示。 2.石英晶体的压电效应和压电振荡 （1）压电效应 【相关知识 】 (a) 结构示意图 (b) 图形符号 图5-2-1 石英晶体振荡器内部结构和图形符号 模块Ⅰ模电 项目四 集成运算放大电路 任务二 插装与测试石英晶体正弦波振荡电路 在石英晶体的两个电极上加交变的电场时，晶片就会产生一定频率的机械振动，当在晶片上施加机械振动时，也会在两个电极之间产生交变的电场。这种物理现象称为压电效应。 （2）压电振荡 当交变电场的频率为某一特定值时，机械振动和交变电场的振幅会骤然增大，产生共振，这种物理现象称为压电振荡。 3.石英晶体的等效电路和振荡频率 （1）等效电路 石英晶体的等效电路如图5-2-2所示。当石英晶体不振动时，可等效为一个平板电容Co，其值取决于晶片的几何尺寸和电极的面积，一般约为几到几十pF。当晶振发生振动时，机械振动的惯性等效为电感L，其值为几mH到几十mH，晶片的弹性等效为电容C，其值仅为0.01～0.1pF，显然C＜＜Co。晶片的摩擦损耗等效为电阻R，其值约为100Ω。 【相关知识 】 图5-2-2 石英晶体的等效电路 模块Ⅰ模电 项目四 集成运算放大电路 任务二 插装与测试石英晶体正弦波振荡电路 （2）振荡频率 石英晶体有两个振荡频率，一个是L、C、R支路串联谐振频率 ，另一个是L、C、R和Co回路并联谐振频率 。 当 ＜ 时，石英晶体呈容性；当 ＜ ＜ 时，石英晶体呈感性； ＞ 时，石英晶体又呈容性。 石英晶体都是工作在感性区，其等效电抗与频率之间的关系曲线如图5-2-3所示。 二、石英晶体正弦波振荡电路 1.并联型石英晶体正弦波振荡电路 【相关知识 】 图5-2-3 石英晶体的等效电抗与频率间的关系曲线 模块Ⅰ模电 项目四 集成运算放大电路 任务二 插装与测试石英晶体正弦波振荡电路 4）稳幅环节：晶体管三极管VT的非线性作用。 （1）电路组成 如图5-2-4所示中，用石英晶体取代如5-1-4电容反馈式振荡电路中的电感，就得到并联型石英晶体正弦波振荡电路。图中电容C1和C2与石英晶体中的Co并联，总容量大于Co，电路的振荡频率等于石英晶体的并联谐振频率 。 （2）振荡频率 2.串联型石英晶体正弦波振荡电路 （1）电路组成 【相关知识 】 图5-2-4 并联型石英晶体正弦波振荡电路 模块Ⅰ模电 项目四 集成运算放大电路 任务二 插装与测试石英晶体正弦波振荡电路 如图5-2-5所示为串联型石英晶体正弦波振荡电路。第一级由VT1组成共基极放大电路，第二级由VT2组成共集电极放大电路，调整RP的阻值，可满足振幅条件。用瞬时极性法判断其为正反馈（各级极性如图中所示），满足相位条件。 （2）振荡频率 【相关知识 】 图5-2-5 串联型石英晶体正弦波振荡电路 模块Ⅰ模电 项目四 集成运算放大电路 任务二 插装与测试石英晶体正弦波振荡电路 一、实验环境 1.计算机 2.Multisim 10电子仿真软件 二、操作步骤 1.双击计算机桌面“Multisim”图标，启动EWB软件。 2.创建如图5-2-6所示电路，并给元器件标识、赋值。 3.连接相关的仪器仪表（如频