100MHZ泛音晶体振荡器实验

JHXC

泛音晶体振荡器，我实验的是100MHZ，用网分测试晶体，证明最低频率为100MHZ÷3=33.3333，用的是三次谐波。电路选型需要考虑抑制基频，使电路在3次谐波处产生振荡。

该电路采用一只U波段用三级管产生振荡、接上一只2N4416的结型场效应管缓冲、一只SG6389高频放大器。初步结果，信号频谱没有基波出现、在350MHZ带宽内，只有需要的信号100MHZ，幅度递减的200MHZ、300MHZ谱线，输出接上50Ω负载， 频谱仪接上40dB的衰减器，电平为-26.9dBm，去掉衰减值，电平为13.1dBm，毫伏表测试为1V，达到预期目的。

barracuda

泛音晶体和基频晶体在制作方法上有区别，不能单纯的认为泛音晶体振荡器就是基频晶体振荡器安上谐振电路做成的。以最常见的AT切为例，晶体内的水晶片切割后有主面和节面，泛音晶体和其对应频率的基频晶体（比如3次泛音100MHz的泛音晶体和33.333MHz的基频晶体）主面相同，但是节面不同。基频晶体节面厚度是半个波长，而泛音晶体的节面是3个半波长。所以受到激励后，晶片发生厚度方向上的余弦形变，节面里面存在的3个半波长可以激发出3次泛音，而基频在晶体里就被抑制掉了。用基频晶振+谐振电路也能出N次倍频，但这是经过谐振电路“选”出的振荡器的谐波，而晶体依然振在基频上面，因此输出频谱里面会有很大的基频成分。
两种电路有个最大的区别就是：倍频电路可以做到奇次和偶次倍频，而泛音电路只能是奇次泛音输出（因为偶次泛音在晶片节面上形变方向相同，振不起来）。

longshort

海河 发表于 2024-5-23 20:54
那还不如用先做个100兆的方波输出，再选出5倍频了。方波比丙类谐波更丰富

想要諧波豐富，不如用微分尖脈衝，10MHz的重複頻率，妥妥的一個梳妝頻率群，奇偶全有了

mov99

圈内的电路没看懂

JHXC

mov99 发表于 2024-5-20 19:49
圈内的电路没看懂

漏掉了，谢谢！

量子隧道

振荡级是如何抑制33M振荡的？是靠把C3往小了调？

海河

mov99 发表于 2024-5-20 19:49
圈内的电路没看懂

请教一下，C4和C5大小选择有什么讲究吗？

我最近修收信机，
虽然是电子管的，但是电路类型原理跟您图示的一样。

目前有这么个问题。
有个波段用的12.5M晶体，靠阳极（也就是C极）的LC谐振电路，二倍频到25M输出。
由于12.5兆不是常用标准晶体，我直接插了25M的晶振，电路不工作不起振。
但是同样 的电路，另一个波段用10M的 出二倍频20M，直接插20M晶体，就可以起震工作。

请教大概问题在哪？



还有另外波段，用9M晶体二倍频出18M，可以震荡，就是输出幅值比别的频率低，也不得解是何原因。

JHXC

量子隧道 发表于 2024-5-20 20:29
振荡级是如何抑制33M振荡的？是靠把C3往小了调？

C3有一个合适值的，过大或过小都会影响振荡。晶体等效为一个电感，C5与L1的谐振频率，接近泛音频率，在泛音频率时为容性，满足了振荡的条件，其他频率处没有这种机会。不知我的理解对不对？

JHXC

海河 发表于 2024-5-20 21:04
请教一下，C4和C5大小选择有什么讲究吗？

我最近修收信机，

我是参考一些资料做了这个振荡器，参考资料拍照后有些大，存在网盘，请移步看看网盘上的资料。

链接通过短信给您。

泛音晶体振荡器、倍频器，个人理解几乎都与电路中谐振回路有关，还有调试也非常麻烦，能用频谱仪监测是理想的手段，哪怕是几百元钱的玩具频谱仪也会事半功倍！

海河

JHXC 发表于 2024-5-20 21:06
C3有一个合适值的，过大或过小都会影响振荡。晶体等效为一个电感，C5与L1的谐振频率，接近泛音频率，在泛 ...

  C5和L1的谐振拍频率不是特别重要

情况，这是R390A第二本震的全图

虽然是电子管的，但是结构原理和您的图是一样的。
阴极的C409和L401就是您图中的C5和L1。
这个电路通过波段开关，可能输出十多个频率。

量子隧道

JHXC 发表于 2024-5-20 21:06
C3有一个合适值的，过大或过小都会影响振荡。晶体等效为一个电感，C5与L1的谐振频率，接近泛音频率，在泛 ...

哦，看到了，豁然开朗。是靠C5和L1并联的电抗，在基频感性，在3次泛音容性。
或者把C5和L1调整在33.3M谐振，这样在33M呈高阻，晶片电压基本全加在C5上，C4得不到电压，晶体管得不到反馈信号，于是在基频停振。或许也可以。我猜测的。

mov99

海河 发表于 2024-5-20 21:04
请教一下，C4和C5大小选择有什么讲究吗？

我最近修收信机，

我是来学习的
这个问题楼主JHXC老先生更专业

还好,JHXC老先生替我解围了,感谢!

mov99

海河 发表于 2024-5-20 21:30
C5和L1的谐振拍频率不是特别重要

情况，这是R390A第二本震的全图

虽然没能帮您解决问题, 但帮您找到了12.5MHz的晶振

https://detail.tmall.com/item.ht ... skuId=4308099741258


https://detail.tmall.com/item.ht ... skuId=4728113557625

longshort

手裏有幾個100MHz的汎音晶體，初測頻率都是33.33MHz的基頻，沒有記錄下來，待找時間再細測一下。

hrblg2004

没接触过，进来学习一下！

meinhard

         晚上仿制一个。  
        老爷子还能手搓一个500MHz的泛音震荡不能，手头确杀元件的话，我来提供。

JHXC

meinhard 发表于 2024-5-21 20:32
晚上仿制一个。  
        老爷子还能手搓一个500MHz的泛音震荡不能，手头确杀元件的话，我来提 ...

理论上讲，制作问题不大，但是频率太高之后，分布参数影响太大，PCB的要求高一些。

早期对讲机，就是采用晶体的7次、9次甚至更高的谐波获得更高的频率，维修过一些类似的对讲机，采用的是16MHZ左右的基频晶体，提取9次谐波作为本振。题头33.33333晶体用15次谐波就可以获得500MHZ，这只是理论上的，由于15次谐波的幅值更小，驾驭起来也许难一些。

不过，这个100MHZ的振荡器，他们会产生高次谐波，包括偶次，这是由放大电路的非线性造成的，如果提取5次谐波，成功的概率更高。方法很简单，淘宝买来500MHZ声表面滤波器，100MHZ信号经过500MHZ滤波器的作用，输出主要是500MHZ的信号，再经过放大，这个放大用我题头使用的SG6389就非常简单，并且弄出大于13dBm的电平一点也不难（1伏电压）。当然，滤波器的输入输出必须要注意良好的隔离，绘制PCB板时考虑进去，必要的时候，电路之间及予以屏蔽隔离，让单元电路独立起来，这个对制作品质好坏比较重要，切切不可用低频电路的思路去处理，电源隔离滤波都会有助于制作的成功。借助频谱仪，处理类似的电路就会很顺利。

频谱仪测试的谐波500MHZ电平为-51.8dBm，扣除30dB的衰减，实际电平有-21.8dBm，这个滤波器损耗大约在5dB以下，经过滤波后还有大约-27dBm的电平，需要更高的电平，我在实践中体会到，直接用单片微波芯片比较简单，一片增益可达15dB，可以级联，比方说那个SG6389早期的芯片，淘宝挺便宜的，这类芯片种类很多，网上搜索一下不难找到更好的，还有许多成品模块，价格也不贵，也许买来就能用，只是做成信号源最好采用合适的工艺架构，重点是屏蔽！