多晶振荡器的存在与作用还有多少人不知道的?
来源:http://www.jinluodz.com 作者:金洛鑫电子 2020年07月03
多晶振荡器的存在与作用还有多少人不知道的?
很多种振荡器因为很少有用因此很少被提及,如果不是特别专业的人也不会去关注太多,现在的用户问到这个问题,金洛鑫电子作为专业的晶振厂家,有义务为广大客户解答疑惑.所谓的多晶振荡器算是一种比较冷门的振荡器,该电路具有一个J108场效应晶体管和三个晶体,它们同时在三个不同的频率上振荡.他关于振荡器的文章引起了一些怀疑.人们认为一种晶体应该起主导作用,而忽略其他晶体.
J108具有相当数量的栅极-源极电容.因此,他不需要增加任何外部电容,可以依靠J108的内部电容.像J310这样的低电容设备应该在栅极到源极引线之间增加150pF的电容.实际上,可以发现J310可以工作(两个晶体同时振荡),即使没有额外的栅源电容也是如此.结构会比较乱,不过,不会有相当数量的杂散电容来弥补栅极-源极电容的差异.
请参考以下电路图: 以下是结构图片,其中有两个探头探测器,一个频谱分析仪和一个悬挂在其上的DVM:
首先,忽略右侧的缓冲电路.忽略标记为“测试点”的箭头右侧的所有内容,12V电源连接处添加了10uF电容器,只是因为对连接到电源的较长(可能为1m或更长)双芯电缆感到内gui.首先使用的两个晶体谐振器是3.579MHz晶体和5.9904MHz晶体,它们在HC49盒中都使用了旧的壳.但是可以调节22K微调电位器,并在不同的设置下,一个或另一个,或者看似两个晶体都会振荡.
这是该电路的三种行为状态的三个示波器屏幕截图.首先,在最低的微调电阻值(最高增益)下,5.9904MHz晶体振荡.接下来,随着增益降低,5.9904MHz晶体停止工作,而3.579MHz晶体开始工作.在这两种情况下,都具有相当大的振幅和看起来清晰的正弦波.在甚至更低的增益(更高的源电阻)下,示波器波形都被弄乱了,示波器的同步不再锁定.可以推测这是因为两个晶体都在振荡,而我们看到的波形是3.578MHz和5.9904MHz正弦波的总和.
现在的下一个问题是频谱分析仪具有50欧姆的输入阻抗,如此低的阻抗直接连接到晶体上,杀死了所有振荡器.如果有电路进入,这就是右侧部分.这是公共集电极配置的晶体管.此配置具有高输入阻抗,但电压增益小于1.在此电路中,从测量到输出电压约为输入电压的1/150.但是它将高输入阻抗转换为低输出阻抗,这就是我们在这里所关心的.频谱分析仪具有足够的灵敏度和动态范围,可以看到微小的信号.
当仅示波器探头连接到这两个晶体时,探头本身就充当了接地电容.当移去探针并将晶体连接到公共集电极晶体管缓冲基极时,发现有必要在地上增加一些电容.使用10pF,效果很好.结果非常清楚,它确实同时在两个晶振频率上振荡,首先是高增益,这是5.9904MHz晶体的振荡: 接下来在较低的增益设置下,这是3.579MHz晶体振荡.注意二次谐波,大约降低24dB.通过这个不是低失真线性放大器的公共收集器缓冲器后,就失去了纯净正弦波的频谱纯度.5.9904MHz石英晶体振荡器也是如此,但是频谱分析仪扫描仅设置为0到10MHz.
最后,这是低增益时的结果-两个晶体都在振荡.在3.579MHz处出现一个峰值,在5.9904MHz处出现另一个峰值.还请注意,由于公共收集器缓冲器的非线性而导致的许多其他振幅较低的混合产物.
在不同的源电阻值下测量5.9904MHz振荡和3.579MHz振荡的幅度,并将它们绘制在图表上.为了使过程更加轻松,而不必去掉微调电阻进行测量,在烤箱中找到了一个不错的双帮100K线性电位器(这是上图所示的电位器).使用此功能,就可以测量一个电位计上的电阻,而另一个电位计在电路中.
红线是5.9904MHz,蓝线是3.579MHz.在较低的电阻值下,您可以清楚地看到5.9904MHz晶体振荡.高于1.5K时,将接管3.579MHz晶体.从大约3K到10K,两个晶体同时振荡.这两个频率的水平令人惊讶地相似.高于10K时,仅3.579MHz晶体振荡.
下面的两个图表显示了相同的信息,但是一个图表在50欧姆负载上使用了以毫伏为单位的线性垂直刻度,另一图表以dBm为单位(对于50欧姆阻抗负载).RED和BLUE线同时出现的3K到10K范围是两个晶体同时振荡的地方.
因此,很明显,该振荡器确实确实同时在多个Quartz Crystal频率上工作.我觉得可以做更多的研究,以完全了解它的工作原理和原因.以及它工作的必要条件.
向J310添加不同数量的栅源电容的效果.
晶体另一端(我放10pF的电容)对地或负载有不同量的电容的影响.
像科斯塔斯一样,如何使三个晶体一起振荡?
研究与每个晶体串联的可变串联电阻(大约10欧姆),以尝试平衡晶体的活动-这可能使得更容易使它们同时振荡.
使用更线性的缓冲区来研究振荡的频谱纯度.
多晶振荡器的存在与作用还有多少人不知道的?
很多种振荡器因为很少有用因此很少被提及,如果不是特别专业的人也不会去关注太多,现在的用户问到这个问题,金洛鑫电子作为专业的晶振厂家,有义务为广大客户解答疑惑.所谓的多晶振荡器算是一种比较冷门的振荡器,该电路具有一个J108场效应晶体管和三个晶体,它们同时在三个不同的频率上振荡.他关于振荡器的文章引起了一些怀疑.人们认为一种晶体应该起主导作用,而忽略其他晶体.
J108具有相当数量的栅极-源极电容.因此,他不需要增加任何外部电容,可以依靠J108的内部电容.像J310这样的低电容设备应该在栅极到源极引线之间增加150pF的电容.实际上,可以发现J310可以工作(两个晶体同时振荡),即使没有额外的栅源电容也是如此.结构会比较乱,不过,不会有相当数量的杂散电容来弥补栅极-源极电容的差异.
请参考以下电路图: 以下是结构图片,其中有两个探头探测器,一个频谱分析仪和一个悬挂在其上的DVM:
这是该电路的三种行为状态的三个示波器屏幕截图.首先,在最低的微调电阻值(最高增益)下,5.9904MHz晶体振荡.接下来,随着增益降低,5.9904MHz晶体停止工作,而3.579MHz晶体开始工作.在这两种情况下,都具有相当大的振幅和看起来清晰的正弦波.在甚至更低的增益(更高的源电阻)下,示波器波形都被弄乱了,示波器的同步不再锁定.可以推测这是因为两个晶体都在振荡,而我们看到的波形是3.578MHz和5.9904MHz正弦波的总和.
当仅示波器探头连接到这两个晶体时,探头本身就充当了接地电容.当移去探针并将晶体连接到公共集电极晶体管缓冲基极时,发现有必要在地上增加一些电容.使用10pF,效果很好.结果非常清楚,它确实同时在两个晶振频率上振荡,首先是高增益,这是5.9904MHz晶体的振荡: 接下来在较低的增益设置下,这是3.579MHz晶体振荡.注意二次谐波,大约降低24dB.通过这个不是低失真线性放大器的公共收集器缓冲器后,就失去了纯净正弦波的频谱纯度.5.9904MHz石英晶体振荡器也是如此,但是频谱分析仪扫描仅设置为0到10MHz.
红线是5.9904MHz,蓝线是3.579MHz.在较低的电阻值下,您可以清楚地看到5.9904MHz晶体振荡.高于1.5K时,将接管3.579MHz晶体.从大约3K到10K,两个晶体同时振荡.这两个频率的水平令人惊讶地相似.高于10K时,仅3.579MHz晶体振荡.
下面的两个图表显示了相同的信息,但是一个图表在50欧姆负载上使用了以毫伏为单位的线性垂直刻度,另一图表以dBm为单位(对于50欧姆阻抗负载).RED和BLUE线同时出现的3K到10K范围是两个晶体同时振荡的地方.
向J310添加不同数量的栅源电容的效果.
晶体另一端(我放10pF的电容)对地或负载有不同量的电容的影响.
像科斯塔斯一样,如何使三个晶体一起振荡?
研究与每个晶体串联的可变串联电阻(大约10欧姆),以尝试平衡晶体的活动-这可能使得更容易使它们同时振荡.
使用更线性的缓冲区来研究振荡的频谱纯度.
多晶振荡器的存在与作用还有多少人不知道的?
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