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多晶振蕩器的存在與作用還有多少人不知道的?
來(lái)源：http://www.djbyg.com 作者：金洛鑫電子 2020年07月03
多晶振蕩器的存在與作用還有多少人不知道的?
很多種振蕩器因?yàn)楹苌儆杏靡虼撕苌俦惶峒?如果不是特別專(zhuān)業(yè)的人也不會(huì)去關(guān)注太多,現(xiàn)在的用戶(hù)問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題,金洛鑫電子作為專(zhuān)業(yè)的晶振廠家,有義務(wù)為廣大客戶(hù)解答疑惑.所謂的多晶振蕩器算是一種比較冷門(mén)的振蕩器,該電路具有一個(gè)J108場(chǎng)效應(yīng)晶體管和三個(gè)晶體,它們同時(shí)在三個(gè)不同的頻率上振蕩.他關(guān)于振蕩器的文章引起了一些懷疑.人們認(rèn)為一種晶體應(yīng)該起主導(dǎo)作用,而忽略其他晶體.
J108具有相當(dāng)數(shù)量的柵極-源極電容.因此,他不需要增加任何外部電容,可以依靠J108的內(nèi)部電容.像J310這樣的低電容設(shè)備應(yīng)該在柵極到源極引線之間增加150pF的電容.實(shí)際上,可以發(fā)現(xiàn)J310可以工作(兩個(gè)晶體同時(shí)振蕩),即使沒(méi)有額外的柵源電容也是如此.結(jié)構(gòu)會(huì)比較亂,不過(guò),不會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的雜散電容來(lái)彌補(bǔ)柵極-源極電容的差異.
請(qǐng)參考以下電路圖:
以下是結(jié)構(gòu)圖片,其中有兩個(gè)探頭探測(cè)器,一個(gè)頻譜分析儀和一個(gè)懸掛在其上的DVM:
首先,忽略右側(cè)的緩沖電路.忽略標(biāo)記為“測(cè)試點(diǎn)”的箭頭右側(cè)的所有內(nèi)容,12V電源連接處添加了10uF電容器,只是因?yàn)閷?duì)連接到電源的較長(zhǎng)(可能為1m或更長(zhǎng))雙芯電纜感到內(nèi)gui.首先使用的兩個(gè)晶體諧振器是3.579MHz晶體和5.9904MHz晶體,它們?cè)贖C49盒中都使用了舊的殼.但是可以調(diào)節(jié)22K微調(diào)電位器,并在不同的設(shè)置下,一個(gè)或另一個(gè),或者看似兩個(gè)晶體都會(huì)振蕩.
這是該電路的三種行為狀態(tài)的三個(gè)示波器屏幕截圖.首先,在最低的微調(diào)電阻值(最高增益)下,5.9904MHz晶體振蕩.接下來(lái),隨著增益降低,5.9904MHz晶體停止工作,而3.579MHz晶體開(kāi)始工作.在這兩種情況下,都具有相當(dāng)大的振幅和看起來(lái)清晰的正弦波.在甚至更低的增益(更高的源電阻)下,示波器波形都被弄亂了,示波器的同步不再鎖定.可以推測(cè)這是因?yàn)閮蓚€(gè)晶體都在振蕩,而我們看到的波形是3.578MHz和5.9904MHz正弦波的總和.
現(xiàn)在的下一個(gè)問(wèn)題是頻譜分析儀具有50歐姆的輸入阻抗,如此低的阻抗直接連接到晶體上,殺死了所有振蕩器.如果有電路進(jìn)入,這就是右側(cè)部分.這是公共集電極配置的晶體管.此配置具有高輸入阻抗,但電壓增益小于1.在此電路中,從測(cè)量到輸出電壓約為輸入電壓的1/150.但是它將高輸入阻抗轉(zhuǎn)換為低輸出阻抗,這就是我們?cè)谶@里所關(guān)心的.頻譜分析儀具有足夠的靈敏度和動(dòng)態(tài)范圍,可以看到微小的信號(hào).
當(dāng)僅示波器探頭連接到這兩個(gè)晶體時(shí),探頭本身就充當(dāng)了接地電容.當(dāng)移去探針并將晶體連接到公共集電極晶體管緩沖基極時(shí),發(fā)現(xiàn)有必要在地上增加一些電容.使用10pF,效果很好.結(jié)果非常清楚,它確實(shí)同時(shí)在兩個(gè)晶振頻率上振蕩,首先是高增益,這是5.9904MHz晶體的振蕩:
接下來(lái)在較低的增益設(shè)置下,這是3.579MHz晶體振蕩.注意二次諧波,大約降低24dB.通過(guò)這個(gè)不是低失真線性放大器的公共收集器緩沖器后,就失去了純凈正弦波的頻譜純度.5.9904MHz石英晶體振蕩器也是如此,但是頻譜分析儀掃描僅設(shè)置為0到10MHz.
最后,這是低增益時(shí)的結(jié)果-兩個(gè)晶體都在振蕩.在3.579MHz處出現(xiàn)一個(gè)峰值,在5.9904MHz處出現(xiàn)另一個(gè)峰值.還請(qǐng)注意,由于公共收集器緩沖器的非線性而導(dǎo)致的許多其他振幅較低的混合產(chǎn)物.
在不同的源電阻值下測(cè)量5.9904MHz振蕩和3.579MHz振蕩的幅度,并將它們繪制在圖表上.為了使過(guò)程更加輕松,而不必去掉微調(diào)電阻進(jìn)行測(cè)量,在烤箱中找到了一個(gè)不錯(cuò)的雙幫100K線性電位器(這是上圖所示的電位器).使用此功能,就可以測(cè)量一個(gè)電位計(jì)上的電阻,而另一個(gè)電位計(jì)在電路中.
紅線是5.9904MHz,藍(lán)線是3.579MHz.在較低的電阻值下,您可以清楚地看到5.9904MHz晶體振蕩.高于1.5K時(shí),將接管3.579MHz晶體.從大約3K到10K,兩個(gè)晶體同時(shí)振蕩.這兩個(gè)頻率的水平令人驚訝地相似.高于10K時(shí),僅3.579MHz晶體振蕩.
下面的兩個(gè)圖表顯示了相同的信息,但是一個(gè)圖表在50歐姆負(fù)載上使用了以毫伏為單位的線性垂直刻度,另一圖表以dBm為單位(對(duì)于50歐姆阻抗負(fù)載).RED和BLUE線同時(shí)出現(xiàn)的3K到10K范圍是兩個(gè)晶體同時(shí)振蕩的地方.
因此,很明顯,該振蕩器確實(shí)確實(shí)同時(shí)在多個(gè)Quartz Crystal頻率上工作.我覺(jué)得可以做更多的研究,以完全了解它的工作原理和原因.以及它工作的必要條件.
向J310添加不同數(shù)量的柵源電容的效果.
晶體另一端(我放10pF的電容)對(duì)地或負(fù)載有不同量的電容的影響.
像科斯塔斯一樣,如何使三個(gè)晶體一起振蕩?
研究與每個(gè)晶體串聯(lián)的可變串聯(lián)電阻(大約10歐姆),以嘗試平衡晶體的活動(dòng)-這可能使得更容易使它們同時(shí)振蕩.
使用更線性的緩沖區(qū)來(lái)研究振蕩的頻譜純度.
多晶振蕩器的存在與作用還有多少人不知道的?
很多種振蕩器因?yàn)楹苌儆杏靡虼撕苌俦惶峒?如果不是特別專(zhuān)業(yè)的人也不會(huì)去關(guān)注太多,現(xiàn)在的用戶(hù)問(wèn)到這個(gè)問(wèn)題,金洛鑫電子作為專(zhuān)業(yè)的晶振廠家,有義務(wù)為廣大客戶(hù)解答疑惑.所謂的多晶振蕩器算是一種比較冷門(mén)的振蕩器,該電路具有一個(gè)J108場(chǎng)效應(yīng)晶體管和三個(gè)晶體,它們同時(shí)在三個(gè)不同的頻率上振蕩.他關(guān)于振蕩器的文章引起了一些懷疑.人們認(rèn)為一種晶體應(yīng)該起主導(dǎo)作用,而忽略其他晶體.
J108具有相當(dāng)數(shù)量的柵極-源極電容.因此,他不需要增加任何外部電容,可以依靠J108的內(nèi)部電容.像J310這樣的低電容設(shè)備應(yīng)該在柵極到源極引線之間增加150pF的電容.實(shí)際上,可以發(fā)現(xiàn)J310可以工作(兩個(gè)晶體同時(shí)振蕩),即使沒(méi)有額外的柵源電容也是如此.結(jié)構(gòu)會(huì)比較亂,不過(guò),不會(huì)有相當(dāng)數(shù)量的雜散電容來(lái)彌補(bǔ)柵極-源極電容的差異.
請(qǐng)參考以下電路圖:
這是該電路的三種行為狀態(tài)的三個(gè)示波器屏幕截圖.首先,在最低的微調(diào)電阻值(最高增益)下,5.9904MHz晶體振蕩.接下來(lái),隨著增益降低,5.9904MHz晶體停止工作,而3.579MHz晶體開(kāi)始工作.在這兩種情況下,都具有相當(dāng)大的振幅和看起來(lái)清晰的正弦波.在甚至更低的增益(更高的源電阻)下,示波器波形都被弄亂了,示波器的同步不再鎖定.可以推測(cè)這是因?yàn)閮蓚€(gè)晶體都在振蕩,而我們看到的波形是3.578MHz和5.9904MHz正弦波的總和.
當(dāng)僅示波器探頭連接到這兩個(gè)晶體時(shí),探頭本身就充當(dāng)了接地電容.當(dāng)移去探針并將晶體連接到公共集電極晶體管緩沖基極時(shí),發(fā)現(xiàn)有必要在地上增加一些電容.使用10pF,效果很好.結(jié)果非常清楚,它確實(shí)同時(shí)在兩個(gè)晶振頻率上振蕩,首先是高增益,這是5.9904MHz晶體的振蕩:
紅線是5.9904MHz,藍(lán)線是3.579MHz.在較低的電阻值下,您可以清楚地看到5.9904MHz晶體振蕩.高于1.5K時(shí),將接管3.579MHz晶體.從大約3K到10K,兩個(gè)晶體同時(shí)振蕩.這兩個(gè)頻率的水平令人驚訝地相似.高于10K時(shí),僅3.579MHz晶體振蕩.
下面的兩個(gè)圖表顯示了相同的信息,但是一個(gè)圖表在50歐姆負(fù)載上使用了以毫伏為單位的線性垂直刻度,另一圖表以dBm為單位(對(duì)于50歐姆阻抗負(fù)載).RED和BLUE線同時(shí)出現(xiàn)的3K到10K范圍是兩個(gè)晶體同時(shí)振蕩的地方.
向J310添加不同數(shù)量的柵源電容的效果.
晶體另一端(我放10pF的電容)對(duì)地或負(fù)載有不同量的電容的影響.
像科斯塔斯一樣,如何使三個(gè)晶體一起振蕩?
研究與每個(gè)晶體串聯(lián)的可變串聯(lián)電阻(大約10歐姆),以嘗試平衡晶體的活動(dòng)-這可能使得更容易使它們同時(shí)振蕩.
使用更線性的緩沖區(qū)來(lái)研究振蕩的頻譜純度.
多晶振蕩器的存在與作用還有多少人不知道的?
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