第6讲+正弦波振荡器2.pdf

第 3 章　正弦波振荡器 3.4　晶体振荡器 3.4.1　石英谐振器的电特性 3.4.2　晶体振荡电路 3.4　晶体振荡器 晶体振荡器：超过 10 5 频稳度 LC 振荡器：10 3 ~ 10 5 　　晶体振荡器：采用石英谐振器控制和稳定振荡频率的振 荡器。 3.4.1　石英谐振器的电特性 1．石英晶体的性能与等效电路 (1)结构 　　利用石英晶体 (Quartz-Crystal)的压电效应制成的一种 谐振器件。 (a)　　　　　　　 (b)　　　　　　　 (c) 图 3-4-1　石英谐振器的内部结构 (2)性能 　　① 晶片有一固有振动频率，与切割方位、形状、大小有 关，且十分稳定。 　　将其接到振荡器的闭合环路中，利用其固有频率，能有 效地控制和稳定振荡频率。 ② 压电效应：机械与电的相互转换效应。 正压电效应：外加力，产生电荷现象 逆压电效应：外加电压，产生机械振动现象。 　　③ 振动特性： 具有多谐性， 除基频(Fundamental Frequency)振动外还有奇次谐波的泛音 (Overtones)振动。 (3)等效电路 C ：静态电容和支架引线分布电容之和； 0 Lq1 、Cq1 、rq1 ：晶体基频等效电路； L 、C 、r ：晶体三次泛音等效电路  q3 q3 q3 　　 (Lq 很大、Qq 很大、Cq 很小且数值极其稳定) 　　当外加交变电压与石英晶片的机械振动发生共振时，石 英晶片两极上的交变电荷量即通过的交变电流量最大，因而 具有串联谐振特性。 2 ．电抗特性 可证：忽略 rq 时，晶体两端呈现纯电抗，其值近似为 讨论： 　　① 在  ~  之间为正值，呈感 s 性；其他频段内为负值，呈容性。 　　② 在  上 X = 0 ，为串联谐振； s cr 在  上 Xcr  ，为并联谐振。 图 3-4-3　晶体的阻抗曲线 又 应用 则 或 　　因为 C C ，所以  很靠近  ，例如 5 MHz 的 0 q p s 晶振体 f – f  6.5 kHz s 小结： 晶振体两个谐振频率：f 、f ；且 f f s s ① 工作于 f ~ f 之间为高 Q 电感，并联谐振。 s ② 工作于 f 附近为串联谐振，对 f ，相当于短路。 s s 晶振体只能工作于上述两种方式，否则频稳度下降。 3.4.2　晶体振荡电路 一、并联型晶体振荡电路 晶体振荡器 1．电路[皮尔斯 (Pirece)晶体振荡电路]