[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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 楼主 | 2019-12-3 15:59 | 显示全部楼层 |阅读模式
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。
 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。
| 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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| 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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 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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 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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| 2019-12-3 21:01 | 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



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。

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戈卫东 2019-12-3 21:37 回复TA
起振很慢。似乎要几秒。 
| 2019-12-3 21:08 | 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



C3非得100uF不可吗?用0.1uF就不行吗!你用CD4007撘撘看。

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| 2019-12-3 21:32 | 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。。。。

以前单片机PIC外接32kHz音叉,起振要十几秒,最后改成RC振荡才会快速起振。您实测上电后达到稳定振荡要多久时间。波形非纯正的方弦波无所谓,主要是振幅够大和频率准确就可以了。

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| 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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| 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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| 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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| 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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| 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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| 2019-12-4 20:49 | 显示全部楼层
xukun977 发表于 2019-12-4 13:30
既然是"有波就行",那我就不多言了。

作为时脈,这样波形算是漂亮,振幅也蛮大,频率符合音叉标称,又沒有杂波。你要弄成很标准的正弦波完全沒什么意义。
耗电流被R2限制住,R2=1M了,您还要求电源电容用100uF,岂不是在挑刺吗!这容抗小于0.3×R2时完全可以旁路。
你要把R2改成PMOS,可就沒这么省电,耗电流大半都走結电容路径。戈哥哥不是今天才搞低功耗32kc振荡,老早就尝试过许多方案。要兼顧低功耗丶低压(电压高了音叉也承受不了)丶起振高,可不容易的。32kc音叉內的串联电阻约莫一百K欧姆。有兴趣你也玩玩去。
不要看到別人在实作实干,您就去嚷嚷几声,三橫一豎丶本大师丶AD丶JK315丶现在的戈哥哥,哪个沒被唸过。实干也被唸,抄书也被唸,写书的也被唸,骂人的也被唸,您到底想怎样,虽然徐氏祖传喜欢嘮叨唸人,但总要克制一下下才好。

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| 2019-12-4 22:08 | 显示全部楼层
叶春勇 发表于 2019-12-4 12:42
帮板凳学习

就是源极接地型LC正弦波振荡器,音叉呈电感性,MOS作为反相放大器。
歪腦筋动到戈哥哥头上,让我也嘮叨一下他的模电小组。模电小组平常就剩下我去捧場。

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 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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| 2019-12-5 11:18 | 显示全部楼层
感谢分享

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| 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。 
| 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。 
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