高频课程设计(晶体振荡器的设计)吕成钢.docx

2013 ~ 2014 学年第 1 学期《高频电子线路》课程设计报告题 目： 晶体振荡器的设计 专 业： 通信工程 班 级：11通信（1）班姓 名：吕成钢 汪 舟 杨诗玉李 定 刘 斌 王 龙 宋 可 指导教师：冯 锁 电气工程学院2011年12月23日1、任务书课题名称晶体振荡器的设计指导教师（职称）冯锁（讲师）执行时间2013~ 2014 学年第 1 学期第 17 周学生姓名学号承担任务吕成钢1109131016分配任务，设计方案，画电路图与仿真杨诗玉1109131035画电路图与仿真汪舟1109131023整理文档，写课程设计报告李定1109131010写课程设计报告刘斌1109131014画电路图王龙1109131027写课程设计报告宋可1109131020写课程设计报告设计目的1.掌握高频电子线路的基本设计能力及基本调试能力。2.掌握晶体振荡器的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。3.提高电子电路的理论知识及较强的实践能力，能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。设计要求1.从理论上分析振荡器的各个参数及起振条件；2.设计高频振荡器，选取电路各元件参数，使其满足起振条件及振幅条件。3.主要技术指标：电源电压12V，工作频率12MHz，频率稳定度较高。摘 要石英晶体振荡器，简称晶振。是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动，当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。利用这种特性，就可以用石英谐振器取代LC(线圈和电容)谐振回路、滤波器等。由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器和通信设备中。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、仿真出串联和并联的石英晶体振荡器，最后按照原理图进行调试和参数的计算。关键词：晶体；振荡器；串并联；Multisim仿真目录第一章概述51.1 绪论51.2 设计目的及主要任务51.2.1设计目的5第二章晶体振荡器的工作原理72.1 电路描述72.2 石英晶体简介72.2.1 石英晶体振荡器的结构72.2.2 压电效应72.2.3 谐振频率和等效电路8第三章石英晶体振荡电路类型113.1 串联型晶体振荡器113.2并联型晶体振荡器123.3 泛音晶体振荡电路13第四章晶体振荡器电路的设计154.1 设计思路154.2各部分电路设计154.2.1串联型晶体振荡器154.2.2并联型晶体振荡器174.3 元器件参数的计算194.3.1确定三极管静态工作点194.3.2 交流参数的确定204.4 晶体振荡器总原理图的设计20第五章电路仿真与波形分析225.1过程分析225.2 电路仿真与分析225.1.1静态工作点的测试225.1.2振荡器输出测试22第六章设计心得25第七章参考文献26附录一元器件清单27晶体振荡器设计第一章概述1.1 绪论石英晶体振荡器是利用石英晶体即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敷上银层，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。变电场的频率与田英晶体的固有频率相同时，振动便变得很强烈，这就是晶体谐振特性的反应。利用这种特性，就可以用石英谐振器取代LC谐振回路、滤波器等。石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点，被应用于家用电器，通信设备以及通信系统中。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。与LC振荡器相比，晶体振荡器的标准性较好，谐振回路的Q值较高，有载情况下的Q值依然很高。所以晶体振荡器的频率稳定度高。所以在需要频率稳定度高的振荡电路时就选用晶体振荡器。1.2 设计目的及主要任务1.2.1设计目的1.掌握高频电子线路的基本设计能力及基本调试能力。2.掌握晶体振荡器的基本原理，起振条件，振荡电路设计及电路参数计算。3.提高电子电路的理论知识及较强的实践能力，能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测。1.2.