测试一个8MHz基于反相器的振荡电路
测试一个8MHz基于反相器的振荡电路
在电子工程领域，振荡电路是常见的基础电路之一。本文详细介绍了如何使用CMOS反相器（HCF4049和CD4069）搭建一个8MHz的晶体振荡电路。通过对比测试，揭示了不同反相器在振荡特性上的差异，为电子工程师提供了实用的参考。
01振荡电路
一、前言
由于手边没有8MHz的有源晶振，下面使用反相器搭建一个振荡器用于电路中。之前没有测试过这样的电路。下面使用手边的两款CMOS反相器测试电路。一个是HCF4049，一个是CD4069。下面对比一下这两款反相器所搭建的晶体振荡电路的效果，选择一个好的方案用于电路中。
图1.1.1 测试反向晶体振荡电路
二、电路设计
设计实验电路，反相器使用HCF4049。由第一个反相器组成基础振荡电路。输出信号再由第二级反相器整形输出。这样可以得到幅度更大的震荡信号。设计单面测试电路板。一分钟之后得到测试电路板。电路板制作的非常完美。下面进行焊接调试。
AD\Test\2024\October\Test8MOSC.PcbDoc
三、焊接调试
焊接电路，清洗之后进行调试。给电路提供5V工作电压。测量电路的输出电路波形。
图1.3.1 第一级振荡器的输出
首先测量第一个反相器的输出信号。现在振荡器已经齐振，信号的峰峰值为2.5V左右。这个幅度应该可以驱动后级反相器。下面测量第二级反向的输出信号。希望这一级信号的幅度比第一级更高。可是令人感到惊讶的是，第二级输出信号的幅度反而比起第一级的信号还小。这是为什么呢？实在令人百思不得其解。
图1.3.2 经过缓冲之后的信号波形
测试了电路工作电压范围。在3.3V供电下，输出由很小的震荡波形。电压再低，电路就不震荡了。所以现在电路适合工作在大于5V的工作电压环境中。
四、利用CD4069制作电路
使用CD4069设计同样的振荡电路。它也同样具有六个反相器。只是封装为SOP-16，修改原来的PCB，重新制作电路板。焊接之后进行测试。现在工作电压为3.3V。明显，电路的输出电压非常高。比4049振荡器高得多。第一级震荡信号与第二级震荡信号幅度差不多。将电压升高到5V。第一级震荡信号的幅度达到了3.6V。第二级输出的电压则超过了4.7V。由此可见，不同的反相器，震荡特性有一定的差异。CD4069的效果更好。
图1.4.1 第二级震荡信号
图1.4.2 第一级震荡信号
图1.4.3 测试电路原理图
图1.4.4 测试PCB
总结
本文测试了基于反相器的晶体振荡电路。两个反相器分别是HCF4049以及CD4069。发现CD4049可以在3.3V下工作，输出的信号幅值也非常高。