低频电子线路 刘树林 程红丽 6-4 石英晶体振荡电路新.pptVIP

* 第6章 波形发生器 6.4 石英晶体振荡电路 * 在线教务辅导网： 更多课程配套课件资源请访问在线教务辅导网 6 .4.1 正弦波振荡电路的频率稳定问题 振荡频率稳定度，是指振荡器在一定时间间隔(例如1天、1周、1个月等等)和温度下，振荡频率的相对变化量。此频率相对变化量可用下式表示 式中，Sf为振荡频率稳定度，f0为振荡器标称频率，f是经过一定时间间隔后振荡器的实际振荡频率。Sf值越小，振荡器的振荡频率稳定度就越高。 6 .4.2 石英晶体的基本特性与等效电路 1.石英晶体的压电效应 石英晶体所以能做振荡电路是基于它的压电效应，从物理学中知道，若在晶片的两个极板间加一电场，会使晶体产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在相应的方向上产生电场，这种现象称为压电效应。如在极板间所加的是交变电压，就会产生机械变形振动，同时机械变形振动又会产生交变电场。一般来说，这种机械振动的振幅是比较小的，其振动频率则是很稳定的。但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(决定于晶片的尺寸)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为压电谐振，因此石英晶体又称石英晶体谐振器。 2.石英晶体的符号和 等效电路 图6-16 石英晶体的等效电路与电抗特性 (a)代表符号； (b)等效电路； (c)电抗-频率响应特性 (1) 当R、L、C支路发生串联谐振时，其串联谐振频率为 由于C0很小，它的容抗比R大很多，因此，串联谐振的等效阻抗近似为R，呈纯阻性，且阻性很小。 (2) 当频率高于fs时，R、L、C支路呈感性，当与C0发生并联谐振时，其振荡频率为 由于CC0，因此fs与fp很接近。 图6-16(c)为石英晶体谐振器的电抗－频率特性，在fp与fs之间呈感性，在其他区域呈容性。 图6-17 并联型晶体振荡电路 a 电路 b 交流通路 6 .4.3 石英晶体振荡电路 1.并联型晶体振荡电路 C1、C2和石英谐振器构成谐振回路，谐振回路的振荡频率处于石英谐振器的fs和fp之间。石英晶体相当于一个电感，这样，C1、C2和石英晶体构成一个电容三点式振荡电路。 2.串联型晶体振荡电路 图6-18 串联型晶体振荡电路 晶体接在VT1、VT2组成的正反馈电路中。当振荡频率等于晶体的串联谐振频率fs时，石英谐振器的阻抗最小，且为纯阻性，因此反馈最强，且相移为0，电路满足自激振荡条件，振荡频率为fs。