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[电子元器件]

【2019模拟分享】微功率低频晶体振荡电路

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戈卫东|  楼主 | 2019-12-3 15:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
微功率, 低频, 振荡电路, 晶体, 模拟
有时候我们需要一个手表晶体振荡电路，功耗越低越好。
像2N3904那样的晶体管一般不适合做手表晶体振荡器，但现在像2N7002那样的MOS管已经很容易获得而且便宜，用来做这个振荡器是很好的。
0010.jpg
电路如图。2N7002配置成反相线性放大，C1、X1、和Q1的Cgs电容实现180°移相，形成振荡。
20191203152354.bmp
上图为电源电压为3V的输出波形。在这个电路里，Q1的Vth大约为1.5V，电源电流消耗大约1.5uA，很多场合这个功耗是很好的。
如果需要更低的电流消耗，可以采用更大的R2值，但振幅也会更低。
实际采用这个电路时，R1可以用更大的阻值，可以提高振幅，并更容易起振。
（因为我手上没有更高的电阻所以就用了1M的）

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king5555 + 6 给力的很。

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戈卫东|  楼主 | 2019-12-3 16:40 | 显示全部楼层
电路虽然简单，但是是原创哦。。。。
（应该没有在其他地方有这个电路吧。。。）

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king5555 + 6 很好。上次某帖用4069，不易稳定。
xukun977| | 2019-12-3 16:55 | 显示全部楼层
本帖最后由 xukun977 于 2019-12-3 17:13 编辑

肉眼都能清楚看到波形有胖有瘦



904005de6224d79c60.png





这个电路只是最基本的三点振荡器雏形，想要实用，可能要再加点东西。




805135de627365fb28.png

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captzs| | 2019-12-3 17:08 | 显示全部楼层
在仿真消除上胖下廋的实验是再加一个三极管反相。

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戈卫东|  楼主 | 2019-12-3 19:20 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2019-12-3 16:55
肉眼都能清楚看到波形有胖有瘦

搞成CMOS，功耗就很高。。。。

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戈卫东|  楼主 | 2019-12-3 19:22 | 显示全部楼层
而且成本也增加了一点

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gaoyang9992006| | 2019-12-4 09:24 | 显示全部楼层
电路设计思想非常好，xukun(不知道他是不是两年半的练习生)吹毛求滋，大家赶紧来滋醒他。。开个玩笑。。。只要晶振精度够，波形稍微的有点变形也是不影响精度的。

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叶春勇| | 2019-12-4 12:42 | 显示全部楼层
gaoyang9992006 发表于 2019-12-4 09:24
电路设计思想非常好，xukun(不知道他是不是两年半的练习生)吹毛求滋，大家赶紧来滋醒他。。开个玩笑 ...

帮板凳学习

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xukun977| | 2019-12-4 13:30 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-12-3 21:01
您去计较这个干嘛。你也去原创。不晓得上电后的起振时间多久。


既然是"有波就行"，那我就不多言了。

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coody| | 2019-12-4 17:06 | 显示全部楼层
我以前常用CD4060来做这个32768Hz振荡，输出32768、2048、1024、512、256、128、64、32、8、4、2 Hz，上电起振很快的。

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xukun977| | 2019-12-4 17:38 | 显示全部楼层
戈卫东 发表于 2019-12-3 19:20
搞成CMOS，功耗就很高。。。。



电流是可控的，两个电路可以控制使得电流相同：


357275de77e628d024.png




所以，功耗的高低，不是比较元器件数目的。

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戈卫东|  楼主 | 2019-12-4 23:17 | 显示全部楼层
20191204230945.bmp
起振波形。
大约8秒波形稳定。
微功耗音叉振荡电路大概都不会起振很快。

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为爱续电| | 2019-12-5 11:18 | 显示全部楼层
感谢分享

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xmar| | 2019-12-6 14:40 | 显示全部楼层
32768Hz.PNG

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戈卫东 2019-12-8 14:38 回复TA
如果用的是1G04不是1GU04的话它很容易振在其它频率上而不是晶体的频率。 
戈卫东 2019-12-6 19:32 回复TA
你少了2个电阻（至少跟晶体并联的电阻还是很有必要的） 
戈卫东 2019-12-6 19:31 回复TA
这个电路功耗很高的。不知道你有没有测过。 
xmar| | 2019-12-9 09:23 | 显示全部楼层
回复 “这个电路功耗很高的。不知道你有没有测过。” ：

没有实际测过。从器件参数看静态电源电流最大只有20uA，功耗应该不大。参见下图：

1G04_Curr.PNG

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戈卫东 2019-12-9 16:01 回复TA
@xmar ：线性工作有更长的上下管同时导通的时间，电源电流大。 
xmar 2019-12-9 14:24 回复TA
@戈卫东 ：不会吧! 楼主电路其实就是NMOS的反相器。一般说来，CMOS电路比NMOS或者PMOS电路功耗低得多。历史上，发展CMOS工艺就是为了降低功耗。 
戈卫东 2019-12-9 14:08 回复TA
这些器件线性工作的时候，电流会大得多。 
戈卫东|  楼主 | 2019-12-9 14:20 | 显示全部楼层
本帖最后由 戈卫东 于 2019-12-9 14:21 编辑

又要功耗低，又要启动快，怎么办？看这个：
0011.jpg
20191209133820.bmp 20191209133838.bmp
起振波形：100多毫秒有脉冲输出，不到500毫秒波形稳定。起振时它是从6倍频率开始的，但很快稳定在32768。


20191209133922.bmp

稳定的波形接近方波。VPP不到800毫伏，因为1GU04的电源电压只有不到800毫伏，而它无负载电流消耗大约0.4微安。



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戈卫东|  楼主 | 2019-12-9 14:25 | 显示全部楼层
确点是用了一大堆元件。。。。如果你认为值得还是不错的。

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戈卫东 2019-12-9 17:40 回复TA
缺点 
戈卫东|  楼主 | 2019-12-9 20:47 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-12-9 20:41
依您看NJFET是什么作用，恒流?

起振后抑制电源电流

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戈卫东|  楼主 | 2019-12-9 21:47 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-12-9 21:41
这个是您设计的吗?起振前先激励较大电流，振荡稳定后回归到微小耗电。我给您高度的评价。 ...

这个图也是我的原创。
以前应该没有出现过。（至少我没见过）

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戈卫东|  楼主 | 2019-12-10 09:56 | 显示全部楼层
king5555 发表于 2019-12-9 22:02
那个FET正确名称叫什么，现在容易被符号搞混乱。你用的音叉內部参数多少(Ls丶Cs丶Rs丶Co)，我要去仿真看 ...

晶体的数据没法给你，因为我也没有。应该是常用的晶体都可以。
1GU04来自NXP：74HC1GU04GW 74HC1GU04.pdf (229.67 KB)

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