時(shí)鐘脈沖是數(shù)字電路的生命線，有不同類型的振蕩器為我們的電路產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖。但最重要的是，沒有什么能比得上基于晶體的振蕩器的效率和穩(wěn)定性。甚至微控制器也使用晶體振蕩器，因?yàn)樗姆€(wěn)定性和準(zhǔn)確性可以產(chǎn)生預(yù)定義頻率的時(shí)鐘脈沖。下次當(dāng)您的項(xiàng)目需要穩(wěn)定的方波輸入時(shí)，您不必太擔(dān)心。在本電路中，我們將看到如何使用石英晶體生成方波及其工作解釋。

石英晶體：

石英晶體的工作原理基于壓電效應(yīng)，即當(dāng)電荷施加到石英晶體板上時(shí)，它會(huì)振動(dòng)。基本上將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。此屬性用于構(gòu)建石英晶體，其中石英片放置并連接電極。當(dāng)施加電荷/電流時(shí)，它會(huì)產(chǎn)生預(yù)定義頻率的振動(dòng)，而振動(dòng)又可以使用與其連接的外部組件導(dǎo)出為穩(wěn)定波形。這就是我們?cè)谶@個(gè)電路中要做的，使用外部元件來(lái)獲得固定頻率的所需信號(hào)。

晶體振蕩器電路的工作原理：

逆變器U1觸發(fā)該振蕩器電路的啟動(dòng)。反饋電阻R1從輸出端連接到輸入端，將部分輸出饋送到輸入端。考慮逆變器在最初打開時(shí)處于低狀態(tài)。逆變器的輸出進(jìn)入高電平狀態(tài)，這被反饋到輸入。這會(huì)給電容器C1充電，逆變器將其輸出切換回低電平狀態(tài)。通過(guò)這樣做，逆變器將在其線性區(qū)域運(yùn)行。在此電路中，U1的最大輸出電壓為Vcc/2。這種R1和U1組合將產(chǎn)生180異相的正弦波。

另一方面，電阻R2限制流入晶體的電流以防止損壞。來(lái)自U1的正弦波與電容器C1，C2和晶體相結(jié)合將產(chǎn)生另一個(gè)正弦波。這也將 180 異相。這兩個(gè) 180 個(gè)異相信號(hào)一起將提供 360 異相的信號(hào)輸出，這將滿足 Barkhausen 穩(wěn)定和持續(xù)振蕩的標(biāo)準(zhǔn)。

U2僅充當(dāng)逆變器，接受正弦波輸入，并提供方波作為20Mhz頻率的輸出。R2、C1和C2的元件選擇對(duì)于達(dá)到所需頻率非常重要。C1和C2應(yīng)為10pF，R2應(yīng)為270歐姆，以獲得穩(wěn)定的20Mhz方波。您可以在數(shù)據(jù)表中檢查應(yīng)與晶體一起使用的負(fù)載電容，以在所需頻率下工作。