晶体振荡器电路：如何制作

您是想要了解跟踪时间频率或稳定无线电发射器和接收器的工程师或制造商吗？如果是，则需要对带负载电容的晶振电路有一个广泛的了解。这样，您就可以构建一个项目，例如跟踪时间或提供时钟信号的手表。此外，您会在射频振荡器中找到晶体振荡器电路。

因此，在本文中，我们将广泛讨论晶体振荡器。

什么是晶体振荡器电路？

晶体振荡器图

来源：维基共享资源

简而言之，晶体振荡器电路是容纳产生特定频率的设备的电子电路板。它也是一种电子振荡器电路，与振动晶体的机械共振一起工作——产生一致的频率。

此外，您可以将晶体振荡器产生的频率用于以下用途：

• 在石英表中追踪时间
• 为数字 IC 生成稳定信号
• 稳定和维持广泛的无线电接收器和发射器频率

此外，晶体振荡器在很大程度上取决于转置压电或电致伸缩才能有效发挥作用。当你在电场中改变石英晶体的形状时，这个过程就会发生。

晶体振荡器的工作原理是什么？

晶体振荡器采用逆压电效应原理。谐振电路包括电阻（晶体内部结构摩擦）、电感（晶体质量）、电容C1（晶体机械成型的电容）和电容C2（柔度）。

因此，当您将电气模型场应用于电路时，它会在某些材料上产生机械变形。该过程还会在晶体的反面产生电位差。

同样，如果在其中一个面上存在电位差，则会产生机械应力。而这种机械应力就是压电效应。

通常，用于该电路的最佳晶体是石英。除此之外，它比大多数谐振器更优越；石英是便携式的。此外，它们高度稳定，经济相关，容易获得，并且具有良好的品质因数。

也就是说，当您将压电晶体置于合适的交流电势下时，它会产生机械振动。此外，当交流电压的频率范围等于晶体的固有频率时，您将获得最大的机械振动幅度。

此外，等效电路解释了晶体的工作模式。此外，石英晶体振荡器有两种基本谐振，即并联谐振和串联谐振。

如何搭建晶振电路？

下面是一些晶体振荡器电路的例子：

1.使用74LS04的晶体振荡器电路

使用 74LS04 的晶体振荡器

来源：Researchgate ℅ 小陈

在数字应用中找到这种类型的电路很常见。那是因为它会产生不同的波形。此外，它们有助于创建一系列频率作为基准时间。

电路使用的部分部件包括：

• 晶体与电阻器结合
• RC 振荡电路中的电容和电阻
• 带有电容器和电线的 LC 振荡器电路

工作原理

该电路将两个具有相同电阻（1K 至 4.7K）的电阻器与晶体振荡器设计（1MHz 至 10MHz）相匹配。它与两个处于IC1并联谐振范围内的逆变器门一起工作。

根据您的电路使用的晶体，它可以产生 1MHz 至 10MHz 的输出泛音频率容差。毫无疑问，您可能会在输出频率稳定性方面遇到一些小缺陷。

发生这种情况是因为电路运行时的温度变化。因此，它会影响晶体的容量并产生频率容差。但如果将此电路与使用 LC 或 RC 网络的普通振荡器进行比较，它的价值会更小。

此外，该电路使用低电流消耗。因此，您可以选择 5V 的恒定电源。此外，您可以使用 9 至 12 伏的 DCV 电源为直流稳压器 IC2-78L05 提供稳定的输出电压。

电容（C1、C2）滤波电流时，C2吸收高频，保护电路免受干扰。

也就是说，这里是你需要的这个电路的组件：

• XTAL1 – 1MHz 至 10MHz 之间的晶体
• R1、R2 – 1K 到 4.7K (1/4W + 5%)
• C3 – 2.2µF (16V) 电解
• IC1 – 74LS04，逆变器门 IV
• C1 – 10µF (16V) 电解电容
• IC2 – 78L05 (5V)
• 通用PCB板
• D1 – 1N4001 (1A 50V) 二极管
• C2 – 0.1µF (50V) 聚酯

用 TTL 74LS04 测试电路

由于该电路既便宜又简单，因此您需要一个晶体、一个 TTL SN7404 和四个电阻器。电阻器（R1 到 R4）将树形逆变器的栅极偏置到线性区域，同时晶体提供反馈。

此外，振荡仅发生在晶体的主频率上。然后，在 5V p-p 时，您的输出信号应形成方波振荡器。

2。泛音振荡器

泛音振荡器

来源：Researchgate ℅ Peter Pfeifer

当您无法制作标准切割晶体并且您的石英晶片非常薄时，泛音振荡器很有用。例如，您的振荡器将有一个带有频率源的 144 发射器的调谐负载。

并且负载通常具有晶体初级频率的奇数倍。因此，泛音振荡器最适合此应用。该振荡器中的泛音晶体为11.6MHz，它调谐到34.8MHz的三次谐波。

该电路的初级匝数为 15，带有输出变压器 (Amidon T-50_6)。至于次级匝，这取决于您连接到设置的内容。因此，如果您的输出遵循更多三重电路，则该设备将成为 104 MHz 晶振收发器的来源。

3. CD4060晶体振荡器电路

带有 CD4060 的晶体振荡器

来源：Researchgate

也就是说，该课程包括 IC4013 和 IC4060。该电路的频率大小约为 1Hz 或 2Hz。您可以将它用于标准数字时钟或常规时钟电路。此外，IC4060 是单作用振荡器和计数器。并且可以通过外接电容和电阻来确定频率。

此外，IC4060 有石英晶体，它是电路的标准频率发生器。电容器没有被遗漏，因为它有助于周期调整。 IC4060 内部有计数器，频率为 2Hz，分频引脚 3。此外，如果您想分频两个时钟信号频率，请使用 IC4015。

4.射频振荡器

射频振荡器电路设计

来源：Researchgate ℅ CCBY

如果你仔细看电路图，你会注意到左下角的主晶振。此外，您还会看到一个 1W 的小型功率放大器。

该组件有助于驱动低通滤波器和匹配电路。

然后，振荡器通过按键整形电路来开启和关闭振荡器。

因此，电路将缓慢启动和停止。此外，它有助于避免点击的传输。

该器件提供更多功率和更清晰的波形，这一切都归功于其 FET 振荡器的漏极电路。有趣的是，该课程的电源来自 40m 业余频段 QRP 摩尔斯电码或连续波（微动开关）发射器。

5.反相栅极振荡器

反相栅极振荡器

反相门振荡器是您可以制作的最简单的振荡器之一。最好的部分是您可以选择几乎任何可以工作的反相门 CMOS。所以，你可以使用74HC14、4069、74HC04等反相门CMOS。

此外，全数字门通常又具有。但是如果你想让它们像放大器一样工作，用一个大约 1M5 及以上的电阻来偏置它们。此外，您的电路可能会提供 1800 的相移。您可以做出 3600 的正反馈并启动振荡的唯一方法是使用电容器。电容器将帮助您提供剩余的相移。

也就是说，该电路中的任何组件都不是关键的。因此，电容器（C1 和 C2）的范围可以从 10p 到 100p。另一方面，您的电阻器 (R1) 可以在 10K 到 10M 之间。简而言之，你的值应该取决于你的晶体的切割和频率。

如果你想要精确的值怎么办？您可以通过确保您的 C1 是一个可变电容器来实现这一点。但如果您不需要那种精度，请选择第二个 39p 电容器。

晶体振荡器的应用

您可以将晶体振荡器用于以下关键应用：

• 电子游戏
• 调制解调器
• 个人电脑
• 汽车应用
• 电信
• 引擎控制
• 数字系统
• GPS 系统
• 温度传感器
• 有线电视系统

底线

毫无疑问，在晶体振荡器电路之上拥有深入的信息可以让您在创建特定的电子设备（主要是 DIY）时拥有相当大的优势。

这就是我们写这篇文章的原因——帮助您了解晶体振荡器电路。

因此，我们很乐意回答您关于本文的任何问题。因此，请随时与我们联系，我们会尽快回复您。