石英晶体振荡器实验报告

学号 200800120228 姓名 辛义磊 实验台号 30

一、实验目的

1、进一步学习数字频率计的使用方法；

2、掌握并联型晶体振荡器的工作原理及特点；

3、掌握晶体振荡器的设计、调试方法；

4、观察并研究外界因素变化对晶体振荡器工作的影响。

二、实验仪器

双踪示波器 数字频率计 晶体管毫伏表 直流稳压电源 数字万用表

三、实验原理

1、石英晶体振荡器的原理

LC振荡器由于受到LC回路的标准性和品质因数的限制，其频率稳定度只能达到10-4的量级，很难满足实际应用的要求。

石英晶体振荡器采用石英晶体谐振器作为选频回路的振荡器，其振荡频率主要由石英晶体决定。与LC回路相比，石英晶体谐振器具有很高的标准性和品质因数，使石英晶体振荡器可以获得极高的频率稳定度。由于石英晶体的精度和稳频措施不同，石英晶体振荡器可以获得高达10-4—10-11量级的频率稳定度。

晶体谐振器是一个串、并联谐振回路，串并联谐振频率fq、fp分别为

由于错误！未找到引用源。，错误！未找到引用源。相差很小，

一般石英晶体的Lq很大，错误！未找到引用源。很小，与同样频率的LC元件构成的回路相比，Lq、错误！未找到引用源。与LC元件数值要相差4—5个数量级；同时，晶体谐振器的品质因数也非常大。晶体在工作频率附近阻抗变化率大，有很高的并联谐振阻抗。 在晶体振荡器中，把石英晶体谐振器用作等效感抗，振荡频率必处于错误！未找到引用源。之间的狭窄频率范围内。由于石英晶体的高Q特性，等效感抗X随w的变化率极其陡峭，它对频率的变化非常敏感。因而在晶体振荡器的振荡系统中出现频率不稳定因素影响，使振荡系统的错误！未找到引用源。时，石英晶体具有极高的频率补偿能力，晶体振荡器的振荡频率只要有极微小的变化，就足以保持振荡系统的错误！未找到引用源。。因此，晶体振荡器的工作频率非常稳定。

晶体振荡器依据在电路中的作用，可分为并联型晶体振荡器和串联型晶体振荡器两大类。

2、实验电路

本实验采用石英晶体振荡器，如图所示为实验电路图。

3、实验电路分析

实验中错误！未找到引用源。的计算公式为

其中，

四、实验步骤及内容

准备：接通电路电源。

（一）静态工作点（晶体管偏置）不同对振荡器振荡频率、幅度和波形的影响

1、K1断开，K2闭合，用示波器和频率计在B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IEQ逐点变化，IEQ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）。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

在最佳反馈条件下，调整C2从最大到最小，观察并记录振荡器的振荡频率的变化。

fmin=4.39 MHz fmax=4.43MHz

（三）负载变化对振荡器的影响

1、K1断开的情况下，将振荡器的振荡频率调整到4.4MHz左右，此时频率fosc=4.4MHz，幅度Vopp=2.04V。

2、将K1分别接1—1、1—2、1—3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=4.4MHz，幅度Vopp= 2.04V

由表3知：负载变化对振荡器工作频率的影响是：振荡器工作频率稳定，基本不受负载影响

负载变化对振荡器输出幅度的影响是：负载值越大，输出幅度变化越小 （四）负载变化对两种振荡器的不同影响

比较实验一与实验二的结果，可知，负载变化对两种振荡器的不同影响是：

负载越大，输出幅度变化越小；由于石英晶体振荡器很稳定，所以工作频率基本不受负载变化的影响

五、思考题

 

第二篇：高频电子线路实验报告——石英晶体振荡器

实  验  报  告

课程名称     高频电子线路     

专业班级      电子0842班     

姓    名        褚松然        

学    号      0804451212      

电气与信息学院

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