低頻晶體控制振蕩器是指產生20赫～20千赫正弦波信號的振蕩器(有的定義為產生頻率在0.1赫茲到10赫茲之間交流訊號的振蕩器).這個詞通常用在音訊合成中，用來區別其他的音訊振蕩器。

RF工程師有時必須尋找能夠可靠,快速地檢查低頻石英晶振單元的儀器.這是一個難以找到的設備,工程師經常需要查閱電子電路手冊,以獲得執行任務的電路原理圖.

遺憾的是,目前可用的技術文獻中并沒有很多這樣的電路,一旦找到它們,它們并不總是按預期工作.發現在10kHz至500kHz的頻率范圍內完全滿意的電路如圖1所示.

圖1

這是低頻正弦波振蕩器的示意圖,具有低失真,寬帶操作和晶振控制.該電路最初是為實驗室使用而開發的,采用低成本AF雙極晶體管用于振蕩器和放大器部分,JFET用于環路-獲得控制權.已發現振蕩器在10kHz至500kHz頻率范圍內的操作非常好,而測量的失真保持在0.1％以下.

運作理論

Q1,Q2和相關電路形成一個改進的非穩態多諧振蕩器,其中環路增益通過場效應晶體管Q3自動調節到振蕩閾值.Q4線性放大Q2的集電極上的信號,并將電路的貼片石英振蕩器部分與輸出隔離.該級具有寬帶工作特性,可為大于或等于20千歐的電阻負載提供干凈的2.5伏幅度正弦波.包括Q5的級具有1的電壓增益,其唯一目的是將整流器D1的非線性效應與輸出隔離.由于溫度影響和/或電源變化,晶體管Q4還放大了振蕩器波形幅度的微小變化,因此,擾動的放大版本被反饋到整流器D1,從而產生Q3柵極電壓的相應變化.此操作會修改FET的漏源電阻,從而將環路增益調整為略高于1的新值,足以在輸出中保持恒定的幅度.

實驗結果

圖2顯示了根據貼片晶振諧振頻率的電容器C的最佳值.在低于40kHz的頻率下,晶體管Q1和Q2需要額外的增益.這是因為低頻晶體表現出較大的串聯電阻值,影響環路增益(表1比較了低頻單元的串聯電阻的典型值).根據已經陳述的內容,對于40kHz以下的頻率,電阻器R為10kΩ.超過這個值,1kohm就可以了.

三個最終評論是:

1)通過增加包括Q5的級的電壓增益可以獲得更好的幅度穩定性,但是以減少的石英晶體振蕩器輸出為代價.

2)振蕩器部分由3.3伏電源供電.這使得晶體功率驅動水平保持非常低,這實際上是期望的.

3)由于JFET的動態作用,輸出電平幾乎對電源變化不敏感.3.3伏齊納二極管進一步增強了這一結果.

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