用Multisim对石英晶体振荡器进行仿真

实验目的与要求

1、熟悉晶体振荡器的基本工作原理。

2、掌握静态工作点和负载变化对晶体振荡器的影响。

3、了解晶体振荡器工作频率微调的方法。

4、掌握晶体振荡器频率稳定度高的特点。

实验仪器

微机仿真软件Multisim13.0

实验内容与测试结果

在Multisim13.0电路窗口中创建如下图所示仿真电路。

1、观察输出波形测量振荡频率和输出电压幅度。

        对图1单击仿真按钮从示波器中观察到的输入输出波形如下

 f振荡频率=2.083kHZ;

输出振荡幅度为:8.724 V;

2、测量静态工作点的变化范围IEQmin-IEQmax。

        操作方法先将R2调成0%测IEQmin接着按下图操作所示进行操作。

 IQE最大值的操作和上面一样将R2调到100%重复上述操作。

 3、测量当静态工作点在上述范围时输出频率和输出电压的变化。

        R6=30k保持不变分别取R225%、50%、75%自行设计记录表格。

R2	25%	50%	75%
输出频率	0 HZ	4.676 MHZ	4.675 MHZ
输出电压	10.359 nV	8.724 V	8.730 V

 4、测量负载变化对振荡频率和输出电压幅度的影响

        R250%C2=50%保持不变分别取R610k、30k、50k自行设计记录表格。

R6	10k	30k	50k
振荡频率	4.676 MHZ	4.676 MHZ	4.675 MHZ
输出电压	7.423 V	8.724 V	8.867 V

5、测量微调电容变化对振荡频率和输出电压幅度的影响 

        R250%R6=30k分别取C248%、50%、52%自行设计记录表格。 

C2	48%	50%	52%
振荡频率	4.679 MHZ	4.676 MHZ	4.679 MHZ
输出电压	8.024V	8.724 V	8.481 V

实验结果分析 

对上述实验内容及测试结果分别分析如下

1、实验内容1的测试结果表明这是一个以石英谐振器作选频网络的反馈型振荡器称为石英晶体振荡器波形图显示该振荡器频率f振荡频率=2.083kHZ; 输出振荡幅度为:8.724 V;

2、实验内容2的测试结果表明该振荡器具有极好的稳定度。IQEmin-1.92978、IQEmax-1.11025

3、实验内容3的测试结果表明当R2值过小的时候石英晶体无法发生振荡所以频率为0 HZ当石英晶体开始振荡之后会迅速趋近于稳定频率变化很小。

4、实验内容4的测试结果表明无论R6如何变化振荡器的频率都不会发生很大的变化。

5、实验内容5的测试结果表明对电容C2进行微调对振荡器的频率造成影响很小。石英晶体的参数值十分稳定所以它的等效谐振回路具有很高的标准性。