高频课程设计晶体振荡器的设计吕成钢

1、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

2、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

3、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Mu

4、ltisim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5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15串联型晶体振荡器15并联型晶体振荡器174.3

5、元器件参数的计算19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22静态工作点的测试22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

6、，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

7、.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。1.2.2 设计任务及要求根据已知条件，完成通过基于石英晶体的正弦波振荡器的设计、连接与仿真。该振荡器须符合以下要求： 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。1.3 整体设计框图明确了设计目的、任务及要求后，晶体振荡器的整体设计思路可用

8、如图1-1的方框图来简要概括：晶体振荡回路晶体管放大稳定频率输出输入信号图1-1 整体设计框图第二章 晶体振荡器的工作原理2.1 电路描述振荡器电路属于一种信号发生器类型，即表现为没有外加信号的情况下能自动生成具有一定频率、一定波形、一定振幅的周期性交变振荡信号的电子线路。振荡器起振时是将电路自身噪声或电源跳变中频谱很广的信号进行放大选频。此时振荡器的输出幅值是不断增长的，随着振幅的增大，放大器逐渐由放大区进入饱和区或者截止区，其增益逐渐下降，当放大器增益下降而导致环路增益下降到1时，振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡，进入等幅振荡状态。振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能量刚好抵消整个环

9、路消耗的能量。2.2 石英晶体简介2.2.1 石英晶体振荡器的结构石英晶体振荡器是利用石英晶体（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涂敷银层作为电极，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。图2-1是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。图2-1金属外壳封装的石英晶体结构示意图2.2.2 压电效应若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械

10、变形。反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。2.2.3 谐振频率和等效电路石英晶体谐振器是由天然或人工生成的石英晶体切片制成。石英是二氧化硅，在自然界中以六角锥体出现，常用的石英晶体是压电石英，它是一种各向异性的结晶

11、体，振荡器中所用的石英片或石英棒都是按一定的方位从石英晶体中切割出来的。在晶体的两面制作金属电极，并与底座的插座相连，最后以金属壳封装或玻璃壳封装，成为晶体谐振器。图2-2是石英晶体谐振器的等效电路。图中C0是晶体作为电介质的静电容，其数值一般为几个皮法到几十皮法。Lq、Cq、Rq是对应于机械共振经压电转换而呈现的电参数。Rq是机械摩擦和空气阻尼引起的损耗。晶体振荡器是一串并联的振荡回路，其串联谐振频率和并联谐振频率分别为：=1/2，=晶体的等效电路如图2-2所示：图2-2晶体振荡器的等效电路从石英晶体谐振器的等效电路可知，它有两个谐振频率，即：（1）当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻

12、抗最小（等于R）。串联揩振频率用表示，石英晶体对于串联谐振频率呈纯阻性，（2）当频率高于时L、C、R支路呈感性，可与电容C。发生并联谐振，其并联频率用表示。当WWq或WWo时，晶体谐振器显容性；当W在Wq和Wo之间，晶体谐振器等效为一电感，而且为一数值巨大的非线性电感。由于Lq很大，即使在Wq处其电抗变化率也很大。实际应用中晶体工作于WqWo之间的频率，因而呈现感性。 根据石英晶体的等效电路，可定性画出它的电抗频率特性曲线。可见当频率低于串联谐振频率或者频率高于并联谐振频率时，石英晶体呈容性。仅在f极窄的范围内，石英晶体呈感性。晶体谐振器的电抗频率特性曲线如图2-3所示：图2-3晶体的电抗频率

13、特性曲线2.3 Multisim软件简介Multisim是InterctiveImageTechnologies公司推出的一个专门用于电子电路仿真和设计的软件，目前在电路分析、仿真与设计等应用中较为广泛。该软件以图形界面为主，采用菜单栏、工具栏和热键相结合的方式，具有一般Windows应用软件的界面风格，用户可以根据自己的习惯和熟练程度自如使用。尤其是多种可放置到设计电路中的虚拟仪表，使电路的仿真分析操作更符合工程技术人员的工作习惯。下面主要针对Multisim11.0软件中基本的仿真与分析方法做简单介绍。1直观的图形界面整个操作界面就像一个电子实验工作台，绘制电路所需的元器件和仿真所需的测试

14、仪器均可直接拖放到屏幕上，轻点鼠标可用导线将它们连接起来，软件仪器的控制面板和操作方式都与实物相似，测量数据、波形和特性曲线如同在真实仪器上看到的。操作界面如图2-4所示：图2-4Multisim的操作界面2丰富的元器件提供了世界主流元件提供商的超过17000多种元件，同时能方便的对元件各种参数进行编辑修改，能利用模型生成器以及代码模式创建模型等功能，创建自己的元器件。3强大的仿真能力以SPICE3F5和Xspice的内核作为仿真的引擎，通过Electronicworkbench带有的增强设计功能将数字和混合模式的仿真性能进行优化。包括SPICE仿真、RF仿真、MCU仿真、VHDL仿真、电路向

15、导等功能。4丰富的测试仪器提供了22种虚拟仪器进行电路动作的测量。这些仪器的设置和使用与真实的一样，动态互交显示。除了Multisim提供的默认的仪器外，还可以创建LabVIEW的自定义仪器，使得图形环境中可以灵活地可升级地测试、测量及控制应用程序的仪器。5完备的分析手段Multisimt提供了许多分析功能。它们利用仿真产生的数据执行分析，分析范围很广。集成LabVIEW和Signalexpress快速进行原型开发和测试设计，具有符合行业标准的交互式测量和分析功能。6独特的射频(RF)模块提供基本射频电路的设计、分析和仿真。7强大的MCU模块支持4种类型的单片机芯片,支持对外部RAM、外部RO

16、M、键盘和LCD等外围设备的仿真，分别对4种类型芯片提供汇编和编译支持；包含设置断点、编辑内部RAM、特殊功能寄存器等高级调试功能。第三章石英晶体振荡电路类型3.1 串联型晶体振荡器3.1.1 串联型谐振晶体振荡器工作原理串联型晶体振荡器是将石英晶体用于正反馈支路中，利用其串联谐振时等效为短路元件的特性，电路反馈作用最强，满足振幅起振条件，使振荡器在晶体串联谐振频率上起振。图3-1是一种串联型单管晶体振荡器电路，图3-2是其高频等效电路。这种振荡器与三点式振荡器基本类似，只不过在正反馈支路上增加了一个晶体。L、C1、C2和C3组成并联谐振回路而且调谐在振荡频率上。与电容三点式振荡电路十分相似，

17、所不同的是反馈信号不是直接接到半导体管的发射极，而是经石英晶体接人实现正反馈。若LC选频回路的振荡频率等于石英晶体的串联谐振频率，石英晶体谐振器就会呈现很小的电阻，实现正反馈最强，满足振荡条件，振荡电路便可起振。3.1.2 电路图及交流等效电路RC，Rb1，Rb2，Re为晶体管静态工作点的控制，输出用LC并联谐振回路。晶体加在反馈回路中。C3为可变电容，为12V电压。串联型晶体振荡器的原理电路图如图3-1所示：Rb2Rb1RcReCbCapC2C1CrCpC312JtLc+VCC输出图3-1串联谐振型晶体振荡器串联型晶体振荡器的交流等效电路如图3-2所示：图3-2 串联晶体振荡器交流等效电路3

18、.2并联型晶体振荡器3.2.1电路原理图和交流等效电路并联型晶体振荡器的工作原理类似于串联型晶体振荡器。其原理电路图如图3-3所示：图3-3并联型晶体振荡器电路图其交流等效电路如图3-4所示：图3-4并联型晶体振荡器交流等效电路振荡回路与晶体管、负载之间的耦合很弱。晶体管c、b端,c、e端和e、b端的接入系数分别是：(3.2.1)(3.2.2)以上三个接入系数一般均小于10-310-4。所以外电路中的不稳定参数对振荡回路影响很小，提高了回路的标准性。3.3 泛音晶体振荡电路在工作频率较高的晶体振荡器中，多采用泛音晶体振荡电路。泛音晶振电路与基频晶振电路有些不同。在泛音晶振电路中，为了保证振荡器

19、能准确的振荡在所需要的低次泛音上，不但必须有效地抑制掉基频和低次泛音上的寄生振荡而且必须正确地调节电路的环路增益，使其在工作泛音频率上略大于1，满足起振条件，而在更高的泛音频率上都小于1，不满足起振条件。在实际应用时，可在三点式振荡电路中，用一选频回路来代替某一支路上的电抗元件，使这一支路在基频和低次泛音上呈现的电抗性质不满足三点式振荡器的组成法则，不能起振；而在所需要的泛音频率上呈现的电抗性质恰好满足组成法则，达到起振。图3-5是并联型泛音晶体振荡电路。假设泛音晶振为五次泛音，标称频率为5MHz，基频为1MHz，则LC1回路必须调谐在三次和五次泛音频率之间。这样在5MHz频率上，LC1回路呈

20、容性，振荡电路满足组成法则。对于基频和三次泛音频率来说，LC1回路呈感性，电路不符合组成法则，不能起振。而在七次及其以上泛音频率，LC1回路虽呈现容性，但等效容抗减小，从而使电路的电压放大倍数减小，环路增益小于1，不满足振幅起振条件。泛音晶体振荡器电路图如图3-5所示：图3-5泛音晶体振荡器电路第四章晶体振荡器电路的设计4.1 设计思路本次设计首先以NPN型晶体管和标称频率为12MHz的石英晶体为基础分别设计出不同形式的串并联型振荡器，通过对各种不同形式的串联型振荡器和并联型振荡器做出比较之后，综合设计出一个综合的实用石英晶体正弦波振荡器，然后根据石英晶体振荡器的输出要求设计电路，再由电路图的

21、基本形式和设计的要求计算出各元件的参数和性能要求。根据仿真后的电路原理图进行调试，从而完成整个晶体振荡器的设计。4.2各部分电路设计振荡器电路属于一种信号发生器类型，即表现为没有外加信号的情况下能自动生成具有一定频率、一定波形、一定振幅的周期性交变振荡信号的电子线路。振荡器起振时是将电路自身噪声或电源跳变中频谱很广的信号进行放大选频。此时振荡器的输出幅值是不断增长的，随着振幅的增大，放大器逐渐由放大区进入饱和区或者截止区，其增益逐渐下降，当放大器增益下降而导致环路增益下降到1时，振幅的增长过程将停止，振荡器达到平衡，进入等幅振荡状态。振荡器进入平衡状态后，直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗

22、的能量。4.2.1串联型晶体振荡器在串联型晶体振荡器中，晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间，通常接在反馈电路中。图4-1和图4-2显示出了串联型振荡器的实际电路和等效电路。可以看出，如果将石英晶体短路，该电路即为电容反馈的振荡器。电路的实际工作原理为：当回路的谐振频率等于晶体的串联谐振频率时，晶体的阻抗最小，近似为一短路线，电路满足相位条件和振幅条件，故能正常工作；当回路的谐振频率距串联谐振频率较远时，晶体阻抗增大，是反馈减弱，从而使电路不能满足振幅条件，电路不能正常工作。根据理论基础和原理图，计算出合适的参数。在Multisim软件中画出串联型振荡器的实际电路如图4-1所示：图4-1 串联型

23、晶体振荡器实际电路串联型晶体振荡器的交流等效电路如图4-2所示：图4-2串联型晶体振荡器等效电路串联型晶体振荡器只能适应高次泛音工作，这是由于晶体只起到控制频率的作用，对回路没有影响，只要电路能正常工作，输出幅度就不受晶体控制。4.2.2并联型晶体振荡器c-b型并联晶体振荡器的典型电路如图4-3所示，振荡管的基极对高频接地，晶体接集电极与基极之间，C2和C3位于回路的另外两个电抗元件，振荡器的回路等效电路如图4-4所示，它类似于克拉泼振荡器，由于Cq非常小，因此，晶体振荡器的谐振回路与振荡管之间的耦合电容非常弱，从而使频率稳定度大大提高。由于晶体的品质因数很高，故其并联谐振阻抗也很高，虽然接入

24、系数很小，但等效到晶体管c-e两端的阻抗仍很高，因此放大器的增益高，电路容易满足振幅齐起振条件。根据理论基础和原理图，计算出合适的参数。在Multisim软件中画出并联型振荡器的实际电路如图4-3所示：图4-3 并联型晶体振荡器实际图并联型晶体振荡器的交流等效电路如图4-4所示：图4-4并联型晶体振荡器等效图b-e型并联晶体振荡器的是一个双回路振荡器，它的固有谐振频率略高于振荡器的工作频率，负载回路选用的是并联谐振回路，可以抑制其他谐波，有利于改善输出波形，并且电路的输出信号较大，但频率稳定度不如b-c型振荡电路，因为在b-e型电路中，石英晶体则接在输入阻抗低的b-e之间，降低了石英晶体的标准

25、性。和一般LC振荡器相比，石英晶体振荡器在外界因素变化而影响到晶体的回路固有频率时，它还具有使频率保持不变的电抗补偿能力，原因是石英晶体谐振器的等效电感Le与普通电感不同，当频率由Wq变化到Wo时，等效电感值将由零变到无穷大，这段曲线十分陡峭，而振荡器又刚好被限定在工作在这段线性范围内，也就是说，石英晶体在这个频率范围内具有极陡峭的相频特性曲线，因而它具有很高的电感补偿能力。4.3 元器件参数的计算4.3.1确定三极管静态工作点高频振荡器的工作点要合适，若偏低、偏高都会使振荡波形产生严重失真，甚至停振。实际中取ICQ=0.55mA之间，若取ICQ=2mA，则有：(4.2.1)为提高电路的稳定性

26、，Re值可适当增大，取Re=1k，则Rc=2k，则有：(4.2.2)若取流过Rb2的电流Ib2为10IBQ，则Ib2=10IBQ=0.33mA，则取：(4.2.3)(4.2.4)实际电路中，Rb1可用20。正确的静态工作点是振荡器能够正常工作的关键因素，静态工作点主要影响晶体管的工作状态，若静态工作点的设置不当则晶体管无法进行正常的放大，振荡器在没有对反馈信号进行放大时是无法工作的。振荡器主电路的静态工作点主要由R1、R2、R3、R4决定，将电感短路，电容断路。得到直流通路如图4-5所示：图4-5直流通路等效电路4.3.2 交流参数的确定对于振荡器，当电路接为并联型振荡器时，晶体起到等效电感的

27、作用，此时工作频率介于两谐振频率之间。同时为了提高振荡器的带负载能力，应附加一个缓冲输出级，本设计中使用的是一个射级跟随器。输出频率应为12MHZ，则由=1/2知负载电容CL=33.3pF，即C2，C3，C4串联后的总电容为33.3 pF，则取C2=100pF，C3=100pF，C4=100pF。为了提高振荡器的工作性能和稳定度，在电路中还应有高频扼流圈，一般取扼流圈Lc=10uH。实验数据：(1) U4min=0.36V，U4max=6.10V； (2) 开关闭合时：=10.00173MHz，Uo=61.6mV；开关断开时：=10.00174MHz，Uo=63.5mV。实验结论：(1) 由于

28、石英晶体的等效电感非常大，故品质因数Q很大，所以石英晶体振荡电路有很高的稳定性。 (2) 对比发现，负载变化对振荡频率影响很小，影响振荡频率的主要因素为温度。4.4 晶体振荡器总原理图的设计通过比较并联谐振晶体振荡器和串联谐振晶体振荡器的原理可以发现，串联型晶体振荡器同c-b型并联晶体振荡器结构类似，二者同为电容三点式反馈振荡器。通过对串联型振荡器和并联型振荡器做出比较，对两种类型的电路图进行理解以及绘制之后，综合设计出了一个综合的实用石英晶体振荡器，根据输出要求（工作频率为12MHz）设计电路，再由电路图的基本形式和设计的要求计算出各元件的参数和性能要求。晶体在并联和串联振荡器方式下作用不同

29、，在并联方式下，要求晶体工作于感性区，其等效电感与外部电容构成振荡回路，该回路满足电容三点式条件，而在串联谐振振荡器中晶体则充当选频短路线作用，因晶体Q值很高，通频带很窄，而频率选择性很高，可以从振荡回路中选出频率为晶体振荡频率的谐波，反馈至振荡器的输入，从而使振荡器输出频率稳定的正弦波。若将晶体短路，则电路变成电容三点式振荡器，并且可以正常起振。依据各部分的方案设计并结合设计要求，综合考虑各种影响因素，设计系统原理图如图4-6所示：图 4-6 晶体振荡器总原理图从图4-6中可以看到，图中R1和R2分压为三极管Q1提供偏置电压，通过改变R3阻值的大小可以改变Q1的静态工作点，C5用于在振荡器起

30、振时将R2短路从而可以是振荡器可以正常的振荡，C2、C3组成反馈分压，用于为振荡器提供反馈信号。C4、C6、C7为高频旁路电容。第五章电路仿真与波形分析5.1过程分析本次设计首先以NPN型晶体管和标称频率为12MHz的石英晶体为基础设计并联型振荡器，通过12V的直流电源和调节100K的电位器W为三极管提供合适的静态工作点，X1、C2、C3、C4组成振荡回路。Q1的集电极直流负载为R3,偏置电路由R1、R2、W和R4构成，改变W可改变Q1的静态工作点。静态电流的选择既要保证振荡器处于截止平衡状态也要兼顾开始建立振荡时有足够大的电压增益。振荡器的交流负载实验电阻为R5。闭合开关J2时可以为电路提供

31、直流电流，闭合开关J1时用以研究改变负载对石英晶体振荡电路振荡频率的影响。5.2 电路仿真与分析5.1.1静态工作点的测试根据设计好的静态工作点的电路图，在Multisim软件中在晶体管Q1的b、e、c三端接入示波器，观察静态时各极上的电压。测量结果如表5-1所示。表5-1 静态工作时各极电压参数VbVcVeVbeQ11.901V1.168V5.00V0.733V根据表5-1中的数据可以看出，Q1工作在放大状态，满足起振条件，所以该电路的静态工作点符合要求。5.1.2振荡器输出测试在Multisim软件环境下进行仿真，首先对串联型振荡器进行仿真。为了便于观察振荡器工作时各部分电路的工作情况，分

32、别在振荡器输出端和缓冲级输出端接入示波器观察波形，记录示波器上显示的输出振幅和输出频率。仿真波形如图5-1所示：图5-1串联型振荡器输出波形从图5-1中可以看出，输出波形为正弦波，幅值为Vo=1.535V，输出频率f=11.85MHZ，波形有较小的失真，这是由于元件参数的精度较低导致的，该振荡器的设计符合设计要求。在Multisim软件环境下再对并联型振荡器进行仿真。为了便于观察振荡器工作时各部分电路的工作情况，分别在振荡器输出端和缓冲级输出端接入示波器观察波形，记录示波器上显示的输出振幅和输出频率，仿真波形如图5-2所示。图5-2并联型振荡器输出波形从图5-2中可以看出，输出波形为正弦波，幅

33、值为Vo=1.554V，输出频率f=12.08MHZ，波形有较小的失真，这是由于元件参数的精度较低导致的，该振荡器的设计符合设计要求。经过对串联型和并联型晶体振荡器的电路图理解以及绘制和仿真后。通过对串联型振荡器和并联型振荡器做出比较之后，综合设计出了一个综合的实用石英晶体振荡器，根据输出要求（工作频率为12MHz）设计电路，再由电路图的基本形式和设计的要求计算出各元件的参数和性能要求。根据仿真后的电路原理图进行调试，输出波形仿真图如图5-3所示：图5-3 实际应用的晶体振荡器输出波形第六章设计心得通过本次课程设计使我们进一步熟悉、掌握了高频课程设计中所用到的原理与基本知识。同时也更进一步地了解了石英晶体的结构和特性。学会了从分析到调试的基本过程、方法和思路。在课程设计过程中，我们按照规定的程序进行，调查有关资料，然后进入草案阶段，期间与同学进行几次设计的分析、讨论、再分析，对知识系统而全面进行了梳理，领悟到了诸多平时学习难以