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拥有优良稳定性的有源晶振是业界公认的高端高技术频率控制元器件,内部的电路和参数相对普通的石英晶体来说比较复杂,通过对石英晶体振荡器进行的实验和测量,可以有效认识振荡器的振荡频率,输出波形,正弦波等对电路和质量的影响。从结果的最终中数据中,了解不同时段调整过后,有源晶振电路的变化。
(一)静态工作点(晶体管偏置)不同对石英晶体振荡器振荡频率、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DW1,使振荡器振荡;微调C2,使振荡频率在4MHz左右。
2、调整DW1,使BG1工作电流EQI逐点变化,EQI可用万用表在A点通过测量发射极电阻R4两端的电压得到(R4=1kΩ)。贴片型石英晶体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取值不同对有源石英晶振振荡频率范围的影响
C2变化对振荡器的影响
测量条件:EQI=1.5mA保持4.433MHz基本不变
(三)负载变化对振荡器的影响
1、K1断开的情况下,将有源贴片晶振的振荡频率调整到4MHz左右,此时频率oscf=4.433MHz,幅度oppV=2.92V。
2、将K1分别接1—2、1—3、1—4的位置,即接入不同的负载电阻R5,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:fosc=4.433MHz,幅度Vopp=2.92V
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。而对耐高温有源晶振的影响很小。这主要是由于石英晶体振荡器的稳定性很高。
晶体振荡器的振荡频率比LC振荡器稳定得多,为什么?
(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。