用反相器74HC04和晶振做晶体振荡电路产生时钟信号 工作区, 放大器, 谐波

yuyang911220

采用下图所示电路可以实现方波时钟信号输出的功能：

时钟信号为CMOS电平输出，频率等于晶振的并联谐振频率。74HC04在这里相当于一个有很大增益的放大器；R2是反馈电阻，取值一般≥1MΩ，它可以使反相器在振荡初始时处于线性工作区，不可以省略，否则有时会不能起振。R1作为驱动电位调整之用，可以防止晶振被过分驱动而工作在高次谐波频率上。C1、C2为负载电容，实际上是电容三点式电路的分压电容，接地点就是分压点。以接地点即分压点为参考点，输入和输出是反相的，但从并联谐振回路即石英晶体两端来看，形成一个正反馈以保证电路持续振荡。C1、C2会稍微影响振荡频率。
74HC04可以用74AHC04或其它CMOS电平输入的反相器代替，不过不能用TTL电平输入的反相器，因为它的输入阻抗不够大，远小于电路的反馈阻抗。
实际使用时要处理好R1和R2的值，经试验，太小的R1或太大的R2会有可能导致电路工作在晶振的高次谐振频率上（常见的是3次谐波，10MHz的晶振会产生30MHz的频率输出）。对于10MHz的晶振，采用R1=220Ω、R2=1MΩ可以使电路稳定输出10MHz的方波时钟信号。
最后，不要忘记，74HC04中未使用的输入引脚要接地或VCC。