神奇的555晶体锁频震荡电路

一、前言

  今天看到一个有趣的晶体振荡器，是由555多谐振荡器改造而成。下面测试一下这个方案是否可行。

二、电路搭建

  按照原文给出的电路图，绘制测试电路的原理图。利用单面PCB制作测试电路。一分钟之后得到测试电路。下面对该电路进行调整。使用了一个可调电容改变电路的初始震荡频率。选择的陶瓷谐振器的频率为 455kHz。这个电路有一个固定的稳态。需要靠上电过程激励晶体产生一个震荡，电路才能够起震。

  下面观察555振荡器的输出。可以看到，此时555 振荡器已经有了输出脉冲波形。但是这个频率只有430kHz 左右，与晶体的频率之间没有什么关系。下面，使用改锥调节电路板上的可变电容，可以看到输出波形的频率发生改变。在一个范围，似乎振荡器的输出信号频率会突然锁定在460kHz左右。下面观察一次振荡器起震过程，能够观察到电路从一开始没有震荡，到出现震荡，以及自动锁定在460kHz左右的过程。在这个过程中，并没有改变电路中的可变电容。

  下面在观察一次这个启动过程。这种现象在普通的正弦波振荡电路中是观察不到的。但是，现在仍然有一个令人感到奇怪的事情，那就是，实际电路锁定的震荡频率为 460kHz，比起晶体的标称频率 455kHz 要大。这其中的原因，现在不得而知。

三、音叉晶体

  将晶体修改成一个音叉手表晶体。谐振频率为 32.768kHz 。修改电路中电阻R1，将它的阻值提高到10M欧姆，这样，就可以使得振荡器本身的震荡频率能够下降到 32kHz 左右。果然，现在555振荡器的频率为 32.761kHz左右。使用改锥修正电路中的可变电容。能够观察到，在很大的一个改变范围内，555 振荡器的输出震荡频率都被锁定在32kHz左右。当电容超过一定数值之后，频率才会改变。下面我们观察一下，电路启动过程。可以看到在一开始，电路并没有起震，等待一段时间之后，电路才开始震荡，然后频率经过几次跳跃之后，最终锁频到32kHz左右。下面我们再观察一次这个锁频过程。

※ 总  结 ※

  本文测试了一个555晶体振荡电路。在555电路中引入晶体参与震荡，可以观察到特殊的锁频现象。在电路启动过程中，一开始电路并不震荡，在一些外部噪声激励下，电路开始震荡。并最终锁定在晶体谐振频率附近。虽然现在不知道这个电路有什么作用，但的确很神奇。