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四、石英晶体正弦波振荡电路1.石英晶体的特点SiO2结晶体按一定方向切割的晶片。1）结构晶片涂银层焊点2）符号3）压电效应形变形变机械振动外力第32页,共40页，星期六，2024年，5月4）压电谐振—外加交变电压的频率等于晶体固有频率时，机械振动幅度急剧加大的现象。固有频率只决定于其几何尺寸，故非常稳定。5）等效电路rqC0CqLqCo—晶片静态电容(几~几十pF)Lq—晶体的动态电感(10-3~102H)(大)rq—等效摩擦损耗电阻(小)Cq—晶体的动态电容(0.1pF)(小)大小小大第33页,共40页，星期六，2024年，5月容性感性阻性6）频率特性和谐振频率fs是Lp、Cp、rp支路产生串联谐振时的频率，此时支路呈阻性。串联谐振时，在谐振频率下，整个网络的电抗等于rp并联C0得容抗，因rp《Ω0c0，故可近似认为石英晶体也呈阻性，等于rp。当ffs时，C0和Cp电抗较大，起主导作用，石英晶体呈容性。第34页,共40页，星期六，2024年，5月一般LC选频网络的Q为几百，石英晶体的Q可达104～106；前者振荡频率的稳定度为Δf/f为10－5，后者可达10－10～10－11。因此石英晶体的选频特性是其它选频网络不能比拟的。当ffs时，Lp、Cp、rp支路呈感性，将与C0产生并联谐振，石英晶体又呈阻性，谐振频率为：当ffp时，电抗主要决定于C0，石英晶体又呈容性。所以，只有在：fsffp的情况下，石英晶体才呈感性。故呈感性的频带很狭窄。第35页,共40页，星期六，2024年，5月7）使用注意（2)要有合适的激励电平。过大会影响频率稳定度、振坏晶片；过小会使噪声影响大，还能停振。（1)要接一定的负载电容CL(微调)，以达标称频率。第36页,共40页，星期六，2024年，5月2.电路①石英晶体工作在哪个区？fsffp，晶体呈感性②是哪种典型的正弦波振荡电路？并联型石英晶体正弦波振荡电路。（1）并联型电路+VCCVRERB1RB2CEC3C1C2RC×第37页,共40页，星期六，2024年，5月①石英晶体工作在哪个区？f=fs，晶体呈纯阻时，反馈电压与输入电压才同相，电路振荡。②两级放大电路分别为哪种基本接法？第一级为共基放大电路，第二级为共集放大电路。③C1的作用？为旁路电容，隔直通交作用。（2）串联型电路+VCCVRERB1RB2CBLC×第38页,共40页，星期六，2024年，5月讨论三同铭端？能产生正弦波振荡吗？注意事项：1.放大电路必须能够正常工作，放大电路的基本接法；2.断开反馈，在断开处加f=f0的输入电压；3.找出在哪个元件上获得反馈电压，是否能取代输入电压。第39页,共40页，星期六，2024年，5月感谢大家观看第40页,共40页，星期六，2024年，5月**1、强调上述分析的条件是信号频率为f0。2、重点说明在正弦波振荡电路中为什么必须满足起振条件和必须具有非线性环节。**注意放大电路为共基电路时瞬时极性的判断。关于正弦波振荡电路一、正弦波振荡的条件和电路的组成1.正弦波振荡的形成无外加信号，输出一定频率一定幅值的信号。与负反馈放大电路的振荡的不同之处：在正弦波振荡电路中引入的是正反馈，且振荡频率可控。在电扰动下（合闸通电瞬间），对于某一特定频率f0的信号形成正反馈：第2页,共40页，星期六，2024年，5月放大倍数A=10反馈系数F＝0.2放大倍数A=2假如反馈系数F＝0.2输出会越来越小，直至衰减为零。输出会逐渐增大，产生振荡。（1）假如（2）由于半导体器件的非线性特性及供电电源的限制，最终达到动态平衡，稳定在一定的幅值。。第3页,共40页，星期六，2024年，5月2.正弦波振荡的条件一旦产生稳定的振荡，则电路的输出量自维持，即幅值平衡条件相位平衡条件起振条件：要产生正弦波振荡，必须有满足相位条件的f0，且在合闸通电时对于f=f0信号有从小到大直至稳幅的过程，即满足起振条件。第4页,共40页，星期六，2024年，5月3.正弦波振荡起振与稳幅电路如何从起振到稳幅？稳定的振幅非线性环节的必要性！实现稳幅第5页,共40页，星期六，2024年，5月1)放大电路：起放大作用，实现能量的控制2)正反馈网络：满足相位平衡条件3)选频网络：确定f0，保证电路产生正弦波振