[求助]有關水晶振盪電路的一些問題請教 !!

jeanshyen · 發表於 2015-5-15 00:10:30

本文章最後由 jeanshyen 於 2015-5-15 12:12 AM 編輯

此電路是從書本上抄來的 , 而網路上沒有找到類似的電路 !!

有以下的問題想請問一下 !!

1. 這個電路是何種形式的振盪電路 ?

2. 接 B 極的 10 pf 電容有何作用 ?? 接 C , E 20 Pf 的電容又有何作用 ??

3. 為何 E 腳測到的頻率不是 27mhz 而是 9.068 mhz ?? (諧波) ??
反而集極 5p 無法測不到頻率 ?? (輸出太小 ??)

因為沒有示波器 , 所以使用 UT61E 電錶測得以上數據 !!

請論壇上熟電路的先進指教一下 , 萬分惑謝 !!

補充內容 (2015-5-15 03:37 PM):
那個 9.068 的頻率 , 會隨著換水晶振盪器而改變 !!

ciko.ciko · 發表於 2015-5-15 08:40:03

本文章最後由 ciko.ciko 於 2015-5-15 08:44 AM 編輯

1.請參考圖(b)的等效電路.本圖片取自網路,感謝原著.
石英晶振電路.gif

2.諧波:乃為比基本頻率(27MHz)為高的整數倍頻率

skyboat0520 · 發表於 2015-5-15 09:39:04

這個比較像是皮爾斯(Pierce)振盪器，嘗試用 Google 海撈一下文章吧！

ciko.ciko · 發表於 2015-5-15 09:59:17

是的,皮爾斯電路乃是將原先的真空管屏-柵級(P-G)改為本電路中的電晶體,並將晶振置於C-B之間.

jeanshyen · 發表於 2015-5-15 15:18:56

ciko.ciko 發表於 2015-5-15 08:40 AM
1.請參考圖(b)的等效電路.本圖片取自網路,感謝原著.

2.諧波:乃為比基本頻率(27MHz)為高的整數倍頻率 ...

謝謝指教 ~~

對諧波的認知有誤 , 原以為只要是它的奇數或偶數的頻率都算是 !!

那 9.068 mhz 有可能是寄生振盪 ??

jeanshyen · 發表於 2015-5-15 15:24:35

ciko.ciko 發表於 2015-5-15 09:59 AM
是的,皮爾斯電路乃是將原先的真空管屏-柵級(P-G)改為本電路中的電晶體,並將晶振置於C-B之間. ...

實在看不出來 ~~

不知能不能請大大撥空實驗一下 , 該電路晶體各腳位的波形 !!

scottwang · 發表於 2015-5-15 17:54:10

你竟然沒有示波器? {:14_1473:} {:14_1474:}

jeanshyen · 發表於 2015-5-15 18:13:48

scottwang 發表於 2015-5-15 05:54 PM
你竟然沒有示波器?

哎 !! 一言難盡 ~

duke83 · 發表於 2015-5-16 00:37:27

本文章最後由 duke83 於 2015-5-16 12:51 AM 編輯

樓主的石英晶體電路是屬於並聯諧振電路也就是樓上老師說的皮爾斯電路，是一種很常見的石英震盪線路。
數位電路上利用反向器來做的震盪線路也是這種，特點就是石英振盪器接在主動放大元件的輸入與輸出，也就是電晶體的 B 腳與 C 腳，且各有一顆電容器對地。

石英晶體的頻率有分基頻與泛音兩種，在維基內就有說到這裏節錄出來。
“對於一般的 MHz 級石英晶體而言，串聯共振頻率一般會比並聯共振頻率低若干 KHz。頻率在 30 MHz 以下的石英晶體，通常工作時的頻率處於串聯共振頻率與並聯共振頻率之間，此時石英晶體呈現電感性阻抗。因為，外部電路上的電容會把電路的振盪頻率拉低一些。在設計石英晶體振盪電路時，也應令電路上的雜散電容與外加電容合計値與晶體廠商使用的負載電容值相同，振盪頻率才會準確符合廠商的規格。
頻率在 30 MHz 以上（到 200 MHz）的石英晶體，通常工作於串聯共振模式，工作時的阻抗處於最低點，相當於 Rs 。此種晶體通常標示串聯電阻（ < 100 Ω ）而非並聯負載電容。為了達到高的振盪頻率，石英晶體會振盪在它的一個諧波頻率上，此諧波頻率是基頻的整數倍。只使用奇數次諧波，例如 3 倍、 5 倍、與 7 倍的泛音晶體。要達到所要的振盪頻率，振盪電路上會加入額外的電容器與電感器，以選擇出所需的頻率。”
簡單的說並聯諧振只會取出石英晶體的基頻，用串連諧振與配合 L C 諧振元件才能取出奇數的倍頻信號。

所以樓主拿到的可能是 CB 第 20CH 標示 27.205MHz 石英晶體，其基頻就是 9.068MHz。
用了並聯震盪迴路當然只能取得 9.068MHz 的頻率，想要取得 27MHz 的頻率就得更換電路，如 Ciko 老師提供的線路。

還有要做這類的高頻線路實驗只靠一台電表中的頻率計是不夠的，甚至連示波器都不足以應付。
電表與示波器是看電壓與波型的，要看基頻與倍頻諧波還是要有頻譜儀，27MHz 的石英晶體振盪線路要用到 LC 諧振元件，這個 LC 的調整就得要靠頻譜量測，要讓三倍頻的信號為最大而其他的頻率要最低。

jeanshyen · 發表於 2015-5-16 01:35:12

duke83 發表於 2015-5-16 12:37 AM
樓主的石英晶體電路是屬於並聯諧振電路也就是樓上老師說的皮爾斯電路，是一種很常見的石英震盪線路。
數位 ...

首先感謝你的回答 !!
我也知道高頻電路不是那麼好搞 , 以目前我的設備及知識是不足以應付的 !!

這個電路是用在 27mhz 的無線電 , 超外差的本地振盪 , 因為看書本上是用這樣形式的電路 !!
覺得線路並非困難, 所以直接用麵包板做測驗 , 但一直無法測到 27mhz 的頻率 , 反而測到一
個奇怪的頻率(基頻) , 那書本上的電路不就不適用了嗎 ???
這樣讓我感到困惑了 !!

duke83 · 發表於 2015-5-16 01:50:06

本文章最後由 duke83 於 2015-5-16 01:52 AM 編輯

jeanshyen 發表於 2015-5-16 01:35 AM
首先感謝你的回答 !!
我也知道高頻電路不是那麼好搞 , 以目前我的設備及知識是不足以應付的 !!

麵包板不適合做高頻線路，也不適用萬孔板，拿一塊沒洗線路都是銅萡的 PCB 來架空焊接最簡單。

有些書上的線路都是亂抄或是故意留伏筆，你覺得每個電路作者都有做過？多找幾本書來考證與研讀，以前學電路時不知被害過多少回。

jeanshyen · 發表於 2015-5-16 02:13:58

本文章最後由 jeanshyen 於 2015-5-16 02:19 AM 編輯

duke83 發表於 2015-5-16 01:50 AM
麵包板不適合做高頻線路，也不適用萬孔板，拿一塊沒洗線路都是銅萡的 PCB 來架空焊接最簡單。

有些書上 ...

我瞭解麵包板& 萬孔板本身的潛佈電容存在 , 並不適合當高頻的基板 !!

書本上的電路我認為原則上應該是可行的 , 當然有很都錯印漏印的事情發生 !!

以前自己也按書做不少電路 ,不過成率相當低 !!

不外乎手上沒有合適的測試工具 , 零件錯用線路不正確 !!

那時就是按圖做根本不瞭解原理 , 現在拿出來看就不難發現很多錯誤的地方 !!

ps.

這樣形式的電路 , 我在 2 本無線電製作都有看過 !!

就使用的晶體 , 等元件數值有所不同而已 !!

duke83 · 發表於 2015-5-16 08:25:30

jeanshyen 發表於 2015-5-16 02:13 AM
我瞭解麵包板& 萬孔板本身的潛佈電容存在 , 並不適合當高頻的基板 !!

書本上的電路我認為原則上應該是可 ...

並不是說這電路是錯的不能用，而是不適合你手邊的石英晶體。
如果你的石英晶體的基頻就是 27Mhz 這電路當然能用。
只是從你的電路與狀態來分析可能原因，你給的文件與資訊太少也就只能如此。

jeanshyen · 發表於 2015-5-16 13:25:00

本文章最後由 jeanshyen 於 2015-5-16 01:54 PM 編輯

duke83 發表於 2015-5-16 08:25 AM
並不是說這電路是錯的不能用，而是不適合你手邊的石英晶體。
如果你的石英晶體的基頻就是 27Mhz 這電路當 ...

感謝你的回覆 !!

讓我有更深的瞭解 ~~

謝謝 !!

所使用的晶振 !!

27.125 & 26.740

duke83 · 發表於 2015-5-16 15:27:44

本文章最後由 duke83 於 2015-5-16 03:45 PM 編輯

jeanshyen 發表於 2015-5-16 01:25 PM
感謝你的回覆 !!

讓我有更深的瞭解 ~~

這種石英晶體就是標示在 3rd overtone，需用串連諧振電路才能得到 27MHz 的頻率。
用並聯諧振電路就是工作在 fundamental，所以只能得到 9MHz。
同一顆石英晶體可以工作在基頻也能三倍頻泛音，完全靠振盪線路來決定。

如一定要用並聯諧振電路就要找 fundamental 27MHz 的，但是這種很難找到現貨又很貴，只能直接跟工廠定。
所以換電路是最簡單，這也就是通訊線路用的大都是串連振盪線路的原因。