时钟脉冲是数字电路的生命线，有不同类型的振荡器为我们的电路产生时钟脉冲。但最重要的是，没有什么能比得上基于晶体的振荡器的效率和稳定性。甚至微控制器也使用晶体振荡器，因为它的稳定性和准确性可以产生预定义频率的时钟脉冲。下次当您的项目需要稳定的方波输入时，您不必太担心。在本电路中，我们将看到如何使用石英晶体生成方波及其工作解释。

石英晶体：

石英晶体的工作原理基于压电效应，即当电荷施加到石英晶体板上时，它会振动。基本上将电能转换为机械能。此属性用于构建石英晶体，其中石英片放置并连接电极。当施加电荷/电流时，它会产生预定义频率的振动，而振动又可以使用与其连接的外部组件导出为稳定波形。这就是我们在这个电路中要做的，使用外部元件来获得固定频率的所需信号。

晶体振荡器电路的工作原理：

逆变器U1触发该振荡器电路的启动。反馈电阻R1从输出端连接到输入端，将部分输出馈送到输入端。考虑逆变器在最初打开时处于低状态。逆变器的输出进入高电平状态，这被反馈到输入。这会给电容器C1充电，逆变器将其输出切换回低电平状态。通过这样做，逆变器将在其线性区域运行。在此电路中，U1的最大输出电压为Vcc/2。这种R1和U1组合将产生180异相的正弦波。

另一方面，电阻R2限制流入晶体的电流以防止损坏。来自U1的正弦波与电容器C1，C2和晶体相结合将产生另一个正弦波。这也将 180 异相。这两个 180 个异相信号一起将提供 360 异相的信号输出，这将满足 Barkhausen 稳定和持续振荡的标准。

U2仅充当逆变器，接受正弦波输入，并提供方波作为20Mhz频率的输出。R2、C1和C2的元件选择对于达到所需频率非常重要。C1和C2应为10pF，R2应为270欧姆，以获得稳定的20Mhz方波。您可以在数据表中检查应与晶体一起使用的负载电容，以在所需频率下工作。