当交流电压加在晶体两端,晶体先随电压变化产生对应的变化,然后机械振动又使晶体表面产生交变电荷。当晶体几何尺寸和结构一定时,它本生有一个固定的机械频率。当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时,晶体片的机械振动最大,晶体表面电荷量最多,外电路的交流电流最强,于是产生振荡,因此将石英晶体按一定方位切割成片,两边傅以电极,焊上引线,再用金属或玻璃外壳封装即构成石英晶体。石英晶体的固有频率十分稳定。另外石英晶体的振动具有多谐性,除了基频振动外,还有奇次谐次泛音振动,对于石英晶体,既可利用基频振动,也可利用泛音振动。前者称为基频晶体,后者称为泛音晶体,晶片厚度与振动频率成反比,工作频率越高,要求晶片厚度越薄。将石英晶体作为高Q值谐振回路元件接入反馈电路中,就组成了晶体振荡器。在设计中所用的振荡器的电路图如图3所示。该电路能产生1MHz的方波脉冲振荡信号。
图3(2)分频器
分频器的作用是将由石英晶体产生的高频信号分频成基时钟脉冲信号和扩展部分所需的频率。在此电路中,分频器的功能主要有两个:一是产生标准脉冲信号;二是功能扩展电路所需的信号,如仿电台用的1KHz的高频信号和500Hz的低频信号等在此电路中作为分频器的元件是CD4518。
CD4518可以组成二分频电路和十分频电路。用CD4518组成二分频的电路如图4;用CD4518组成十分频的电路如图5;在本次设计中所用的分频器的电路图如图6。电路经过十分频后将晶振来的1MHz的振荡脉冲变为1Hz的脉冲信号,该信号作为计数器的计数脉冲使用。
Q4Cr
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Q1
CP
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输入
输入
图4
输出输入清零
EN
Q4
Cr
CP
图5
输出
图6
上表CD4518的
输入
振荡器和分频器
荡电路,它的电
CK
CR
EN
示。
上升沿
L
H
输出加计数
功能表两部分构成振路图如图7所
根据图7可原理是:石英晶的频率为1MHz,分频电路。并且可以组成两个十
L下降沿
X上升沿
L
上升沿
L
X
L
上升沿
L
L
加计数保持
知电路的工作体振荡器提供CD4518组成十一个CD4518分频电路即:
CD4518的引脚2
H
L
下降沿
与引脚6组成
一个十分频电路
X
引脚14组成另
L
X
全为L
而引脚10与一个十分频电
路。晶振的输出接入第一块CD4518的输入引脚2,经过一次十分频,频率变为100KHz。
输出引脚6接入同一块CD45r