時鐘脈沖是數字電路的生命線，有不同類型的振蕩器為我們的電路產生時鐘脈沖。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定性。甚至微控制器也使用晶體振蕩器，因為它的穩定性和準確性可以產生預定義頻率的時鐘脈沖。下次當您的項目需要穩定的方波輸入時，您不必太擔心。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，即當電荷施加到石英晶體板上時，它會振動。基本上將電能轉換為機械能。此屬性用于構建石英晶體，其中石英片放置并連接電極。當施加電荷/電流時，它會產生預定義頻率的振動，而振動又可以使用與其連接的外部組件導出為穩定波形。這就是我們在這個電路中要做的，使用外部元件來獲得固定頻率的所需信號。

晶體振蕩器電路的工作原理：

逆變器U1觸發該振蕩器電路的啟動。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處于低狀態。逆變器的輸出進入高電平狀態，這被反饋到輸入。這會給電容器C1充電，逆變器將其輸出切換回低電平狀態。通過這樣做，逆變器將在其線性區域運行。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。來自U1的正弦波與電容器C1，C2和晶體相結合將產生另一個正弦波。這也將 180 異相。這兩個 180 個異相信號一起將提供 360 異相的信號輸出，這將滿足 Barkhausen 穩定和持續振蕩的標準。

U2僅充當逆變器，接受正弦波輸入，并提供方波作為20Mhz頻率的輸出。R2、C1和C2的元件選擇對于達到所需頻率非常重要。C1和C2應為10pF，R2應為270歐姆，以獲得穩定的20Mhz方波。您可以在數據表中檢查應與晶體一起使用的負載電容，以在所需頻率下工作。