模塊Ⅰ模電項目五信號產(chǎn)生電路.ppt

模塊模電 項目五 信號產(chǎn)生電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,1.了解石英晶體振蕩器主要特點。 2.理解石英晶體振蕩電路基本工作原理。 3.掌握插裝與調試石英晶體振蕩電路的操作技能。,【學習目標】,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,隨著電子技術的飛速發(fā)展，對振蕩電路頻率穩(wěn)定度的要求越來越高，當要求頻率穩(wěn)定度高于10-5量級時，就需要使用石英晶體振蕩器作選頻網(wǎng)絡。,【任務引入】,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,一、石英晶體的特點 1.石英晶體的結構與符號 （1）結構 石英晶體振蕩器，簡稱晶振。它是從一塊石英晶體上按一定方位角切割出很薄的石英晶片，再將晶片的兩個端面拋光并涂敷銀層，作為兩個電極引出，并加以封裝而成的。內部結構如圖5-2-1（a）所示。 （2）圖形符號 石英晶體振蕩器電路圖符號如圖5-2-1（b）所示。 2.石英晶體的壓電效應和壓電振蕩 （1）壓電效應,【相關知識 】,(a) 結構示意圖 (b) 圖形符號 圖5-2-1 石英晶體振蕩器內部結構和圖形符號,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,在石英晶體的兩個電極上加交變的電場時，晶片就會產(chǎn)生一定頻率的機械振動，當在晶片上施加機械振動時，也會在兩個電極之間產(chǎn)生交變的電場。這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應。 （2）壓電振蕩 當交變電場的頻率為某一特定值時，機械振動和交變電場的振幅會驟然增大，產(chǎn)生共振，這種物理現(xiàn)象稱為壓電振蕩。 3.石英晶體的等效電路和振蕩頻率 （1）等效電路 石英晶體的等效電路如圖5-2-2所示。當石英晶體不振動時，可等效為一個平板電容Co，其值取決于晶片的幾何尺寸和電極的面積，一般約為幾到幾十pF。當晶振發(fā)生振動時，機械振動的慣性等效為電感L，其值為幾mH到幾十mH，晶片的彈性等效為電容C，其值僅為0.010.1pF，顯然CCo。晶片的摩擦損耗等效為電阻R，其值約為100。,【相關知識 】,圖5-2-2 石英晶體的等效電路,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,（2）振蕩頻率 石英晶體有兩個振蕩頻率，一個是L、C、R支路串聯(lián)諧振頻率 ，另一個是L、C、R和Co回路并聯(lián)諧振頻率 。 當 時，石英晶體呈容性；當 時，石英晶體呈感性； 時，石英晶體又呈容性。 石英晶體都是工作在感性區(qū)，其等效電抗與頻率之間的關系曲線如圖5-2-3所示。 二、石英晶體正弦波振蕩電路 1.并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路,【相關知識 】,圖5-2-3 石英晶體的等效電抗與頻率間的關系曲線,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,4）穩(wěn)幅環(huán)節(jié)：晶體管三極管VT的非線性作用。 （1）電路組成 如圖5-2-4所示中，用石英晶體取代如5-1-4電容反饋式振蕩電路中的電感，就得到并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路。圖中電容C1和C2與石英晶體中的Co并聯(lián)，總容量大于Co，電路的振蕩頻率等于石英晶體的并聯(lián)諧振頻率 。 （2）振蕩頻率 2.串聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路 （1）電路組成,【相關知識 】,圖5-2-4 并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,如圖5-2-5所示為串聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路。第一級由VT1組成共基極放大電路，第二級由VT2組成共集電極放大電路，調整RP的阻值，可滿足振幅條件。用瞬時極性法判斷其為正反饋（各級極性如圖中所示），滿足相位條件。 （2）振蕩頻率,【相關知識 】,圖5-2-5 串聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,一、實驗環(huán)境 1.計算機 2.Multisim 10電子仿真軟件 二、操作步驟 1.雙擊計算機桌面“Multisim”圖標，啟動EWB軟件。 2.創(chuàng)建如圖5-2-6所示電路，并給元器件標識、賦值。 3.連接相關的儀器儀表（如頻率計、示波器、測量探針等）。,【仿真實驗】,圖5-2-6 石英晶體正弦波振蕩器仿真電路,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,4.檢查接線無誤后，點擊“ ”電源開關或“ ”運行按鈕接通6V電源。 5.雙擊示波器、頻率計圖標，打開示波器和頻率計面板，設置合適的顯示參數(shù)，以便于觀察波形和讀取數(shù)據(jù)。 6.調節(jié)電位器RP，觀察輸出波形的變化，并使輸出波形最大不失真。,【仿真實驗】,圖5-2-7 示波器面板,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,【仿真實驗】,圖5-2-8 頻率計面板,圖5-2-9 測量探針數(shù)據(jù),模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,將測試數(shù)據(jù)填入表5-2-1中。 表5-2-1 測試記錄 7.S1、S2接通與斷開的不同組合，觀察負載的變化對頻率穩(wěn)定度的影響。,【仿真實驗】,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,一、插裝電路 1.實訓器材 1）常用電子組裝工具。 2）MF47型萬用表或DT890型數(shù)字萬用表。 3）DZX-2型電子學綜合實驗裝置。 4）YB4328型雙蹤示波器。 5）配套電子元器件見表5-2-2。,【插裝調試】,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,表5-2-2 配套明細表 2.操作步驟 1）對照配套明細表，檢測與篩選元器件。 2）按圖5-2-6所示仿真實驗圖，在DZX-2型電子學綜合實驗裝置模擬實驗屏上進行插裝、連接，如圖5-2-7所示。 3）插裝連接完畢，進行自檢，正確無誤后才能進行調試。,【插裝調試】,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,【插裝調試】,圖5-2-7 插裝、測試連接圖,模塊模電 項目四 集成運算放大電路,任務二 插裝與測試石英晶體正弦波振蕩電路,二、調整測試 1.接通DZX-2型實驗裝置直流穩(wěn)壓電源，調整其輸出電壓為6V，用萬用表直流電壓檔測量三極管VT1各極對地的工作電壓。 2.用示波器觀察電路的輸出波形，并調整C3，使輸出波形幅度最大。 3.將電路輸出信號接至D