INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH

WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT

Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych

Laboratorium Źródeł Sygnałów Wzorcowych

Ćwiczenie 1

Generatory kwarcowe

Grupa:

Data wykonania ćwiczenia:
…..........................................................................

Zespół:
1. ….....................................................................

2. .........................................................................

3. .........................................................................

4. .........................................................................

Data oddania sprawozdania:
…..........................................................................
Ocena:
…..........................................................................
Prowadzący:
…..........................................................................

mgr inż. Robert Berczyński, mgr inż. Jolanta Pacan

ISE WEL WAT

Laboratorium Źródeł Sygnałów Wzorcowych Ćwiczenie nr 1. Protokół

1. Rezonator kwarcowy
1.1 Strojenie rezonatora kwarcowego - szeregowo dołączona pojemność

Otworzyć plik

kwarc_strojenie_szeregowe.m

w programie MATLAB. Zapoznać się z

istniejącym kodem programu i zapisać parametry kwarcu w tabeli 1.1. Następnie uzupełnić
brakujące części kodu według komentarzy zawartych w pliku. Uruchomić aplikację. Na
podstawie wyników obliczeń przeprowadzonych przez aplikację uzupełnić tabelę 1.2.
Przerysować odpowiednie charakterystyki układu z rezonatorem kwarcowym (rys. 1.2. - 1.4.).
We wnioskach określić wpływ pojemności przestrajającej C

S

na wartość częstotliwości oraz

zwrócić uwagę na zmianę fazy przy zmianach wartości pojemności dodatkowego kondensatora.

Rys. 1.1. Strojenie kwarcu za pomocą szeregowej pojemności

Tab. 1.1. Parametry rezonatora kwarcowego

R [Ohm]

L [H]

C[F]

C1 [F]

Tab. 1.2. Wartości częstotliwości rezonansowych rezonatora przy zmianach pojemności C

S

Lp.

C

S

Częstotliwość

f

S

f

R

1

0

2
3
4

- 1 -

Laboratorium Źródeł Sygnałów Wzorcowych Ćwiczenie nr 1. Protokół

Rys. 1.2. Charakterystyka impedancji w funkcji częstotliwości

Rys. 1.3. Charakterystyka admitancji w funkcji częstotliwości

Rys. 1.4. Charakterystyka fazy w funkcji częstotliwości

- 2 -

Laboratorium Źródeł Sygnałów Wzorcowych Ćwiczenie nr 1. Protokół

1.2. Strojenie rezonatora kwarcowego - równolegle dołączona pojemność

Otworzyć plik

kwarc_strojenie_rownolegle.m

w programie MATLAB. Zapoznać się z

istniejącym kodem programu i zapisać parametry kwarcu w tabeli 1.3. Następnie uzupełnić
brakujące części kodu według komentarzy zawartych w pliku. Uruchomić aplikację. Na
podstawie wyników obliczeń przeprowadzonych przez aplikację uzupełnić tabelę 1.4.
Przerysować odpowiednie charakterystyki układu z rezonatorem kwarcowym (rys. 1.6. - 1.8.).
We wnioskach określić wpływ pojemności C

R

(pojemność C

S

na rys. 1.5.) na wartość

częstotliwości oraz zwrócić uwagę na zmianę fazy przy zmianach wartości pojemności
dodatkowego kondensatora.

Rys. 1.5. Strojenie kwarcu za pomocą równoległej pojemności

Tab. 1.3. Wartości parametrów kwarcu

R [Ohm]

L [H]

C[F]

C1 [F]

Tab. 1.4. Wartości częstotliwości rezonansowych rezonatora przy zmianach pojemności C

R

Lp.

C

R

Częstotliwość

f

S

f

R

1

0

2
3
4

- 3 -

Laboratorium Źródeł Sygnałów Wzorcowych Ćwiczenie nr 1. Protokół

Rys. 1.6. Charakterystyka impedancji w funkcji częstotliwości

Rys. 1.7. Charakterystyka admitancji w funkcji częstotliwości

Rys. 1.8. Charakterystyka fazy w funkcji częstotliwości

- 4 -

Laboratorium Źródeł Sygnałów Wzorcowych Ćwiczenie nr 1. Protokół

2. Generator kwarcowy

Utworzyć układ w środowisku ICAP/4 według schematu zamieszczonego na rys. 2.1 i zapisać
jako

gen_kwarc.dwg.

Rys. 2.1. Generator kwarcowy z modelem rezonatora kwarcowego

Wykonać analizę czasową (Transient Analysis) według parametrów: krok analizy: 0,0001ms,
całkowity czas analizy: 1ms, maksymalny krok analizy: 0,0001ms. Wyświetlić przebieg czasowy
generowanego sygnału. Wykonać analizę FFT na tym sygnale z ilością próbek w liczbie 16384.
W sprawozdaniu dołączyć wydruk z przebiegiem sygnału i widmem częstotliwościowym.

Utworzyć układ w środowisku ICAP/4 według schematu zamieszczonego na rys. 2.2. i zapisać
jako

gen_kwarc2.dwg.

Powtórzyć przeprowadzone analizy (opisane powyżej). We wnioskach

opisać różnice obu układów na podstawie schematu oraz przeprowadzonych analiz w dziedzienie
czasu i częstotliwości.

Rys. 2.2. Generator kwarcowy z modelem rezonatora kwarcowego i dodatkową pojemnością

- 5 -