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电子线路课程设计报告

石英晶体好坏检测电路设计
设计要求 1. 利用高频电子线路及其先修课程模拟电路的知识设计一个电子线路2.利用该电子线路的要求是要求能够检测石英晶体的好坏
3. 要求设计的该电子线路能够进行仿真
4. 从仿真的结果能够直接判断出该石英晶体的好坏
5. 能够理解该电子线路检测的原理
6. 能够了解该电子线路的应用
成果简介设计的该电子线路能够检测不同频率石英晶体的好坏。

当有该石英晶体(又称晶振)的时候,在输出端接上一个示波器能够有正弦波形输出,而当没有
该晶振的时候,输出的是直流,波形是一条直线。

所以利用该电路可以在使
用晶振之前对其进行检测。

报告正文
(1)引言:
在高频电子线路中,石英晶体谐振器(也称石英振子)是一个重要的高频部件,它广泛应用于频率稳定性高的振荡器中,也用作高性能的窄带滤波
器和鉴频器。

其中石英晶体振荡器就是利用石英晶体谐振器作滤波元件构成
的振荡器,其振荡频率由石英晶体谐振器决定。

与LC谐振回路相比,石英晶
体谐振器有很高的标准性,采用品质因数,因此石英晶体振荡器具有较高的
频率稳定度,采用高精度和稳频措施后,石英晶体振荡器可以达到很高的频
率稳定度。

正是因为石英晶体谐振器的这一广泛的应用和重要性,所以在选
择石英晶体谐振器的时候,应该选择质量好的。

在选择的时候要对该晶振检
测才能够知道它的好坏,所以要设计一个检测石英晶体好坏的电路。

(2)设计内容:
设计该电路的原理如下:
如下图所示,BX为待测石英晶体(又名晶振),插入插座X1、X2,按下按钮SB,如果BX是好的,则由三极管VT1、电容器C1、C2等构成的振荡器工作,振荡信号从VT1发射极输出,经C3耦合到VD2进行检波、C4滤波,变成直流信号电压,送至VT2基极,使VT2导通,发光二极管H发光,指示被测石英晶体是好的。

若H不亮,则表明石英晶体是坏的。

适当改变C1、C2的容值,即可用于测试不同频率的石英晶体。

图一石英晶体好坏检测电路检测原理图
在上面的电路中,晶振等效于电感的功能,与C1和C2构成电容三点式振荡电路,振荡频率主要由C1、C2和C3以及晶振构成的回路决定。

即由晶振电
抗X
e 与外部电容相等的条件决定,设外部电容为C
L
,则=0,其中C
l
是C1、
C2和C3的串联值。

(3)电路调试过程:
首先是电路的仿真过程,该电路的仿真是在EWB软件下进行的,下面是将原图画到该软件后的截图:
图二仿真软件下的原理图
下面是将开关闭合后可以看到发光二极管亮了
图三运行后的图形
下面的图是通过示波器看到在开关闭合后的运行结果,从图形上可以看出,有正弦波形输出,此结果可以说明晶振是好的。

图四开关闭合后通过示波器看到的波形图
下面的图形是开关断开后通过示波器的输出波形,从图中可以看到发光二极管不亮了,探测灯也不亮了,示波器的输出波形是直线,可以说明晶振没有起作
用,即可以说明该晶振是坏的。

仿真的过程不算太难,不过在仿真过程中还是有很多问题出现过。

在开始的
时候当我画好电路图的时候,点击运行时没有反应,经过与同学讨论,知道是我开关一定要在点击运行之后才能按一下,这样才会起作用。

还出现过的问题是电压下面没有接地,结果接上探测灯后,探测灯不亮,经检查知道是没有接地的原因,将地接上之后,探测灯亮了,正常工作。

最后通过我们组员的共同努力,终于使该电路正常工作了,能够实现对晶振好坏的检测。

图七没有加接地是的有误图形
(4)结论部分:
这一检测电路通过石英晶体的工作原理,与电容构成一个三点式电容谐振器振荡来产生交流信号,然后通过检波和滤波电路,最后输出信号。

在输出端接示波器之后通过看示波器的波形就可以知道晶振的好坏,也可以通过看发光二极管是否发光来判断晶振的好坏。

这一检测电路应用很广泛,唯一不足之处是电容C1和C2没有换成可调电容,如果将这两个电容换成可调电容,则可以方便的调节电容的值,然后就可以方便的调节频率的值,可以调节起振的时间。

改进方向就是将这两个电容换成可调电容就完美了。

下图是将电容改为可变电容后的原理图:
图八改进后的原理图
由前面的公式知道,当改变电容的大小时能够改变起振的时间。

经过仿真,当电容调大时起振时间变短,电容调小时起振时间变长。

(5)参考文献
《高频电路原理与分析》(西安电子科技大学出版社第四版)
《电子线路基础》(清华大学出版社)
《电子电路知识与实践课堂》(电子工业出版社)
心得体会:
通过电子线路的课程设计,我们利用学过的模电和高频的知识,仔细分析课程设计题目,到图书馆和网站上查找相关的资料,遇到难题大家商量着共同解决,培养了我们当代大学生分析问题解决问题的能力,在仿真过程中,认真做好每一项工作,确保仿真的成功,为后续工作做好充分准备。

《模拟电子技术》作为通信工程的一门基础课程,也是学习专业课《高频电路原理与分析》的基础,我们有必要熟练掌握它的主要原理,在遇到实际问题时能巧妙解决。

我们整个团队分工协作、团结奋进,最终将设计过程中遇到的困难一项项突破,体现了团队合作的力量。

每一次实验和课程设计对于我们都是难得的锻炼机会,实践出真知,只有亲身实践过,思考了才得出的结论才是自己的,此外,我们还要学会合作,在目标明确的指引下,高效的完成各自的任务,为整个团队贡献自己的一份微薄之力,在以后的人生道路上才能走得更稳更远。

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