ch46石英晶體振蕩器課件

4.6石英晶體振蕩器以石英諧振器作選頻網(wǎng)絡(luò)的反饋振蕩器稱為石英晶體振蕩器

頻率穩(wěn)定度可達(dá)10-6~10-8，LC回路一般不超過10-5石英諧振器具有極高的Q值和很高的標(biāo)準(zhǔn)性能夠?qū)崿F(xiàn)RC振蕩器和LC振蕩器不能完成的功能。14.6.1石英晶體的壓電效應(yīng)及等效電路SiO2各向異性的結(jié)晶體1.石英諧振器的結(jié)構(gòu)從晶體上按一定的方位角切割成的薄片稱為晶片②壓電效應(yīng)：機(jī)械與電的相互轉(zhuǎn)換效應(yīng)。

正壓電效應(yīng)：外加力，產(chǎn)生電荷現(xiàn)象

逆壓電效應(yīng)：外加電壓，產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象。

2極板間加電場(chǎng)晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)壓電效應(yīng)(體現(xiàn)絕緣體如何與電路作用-借助物理特性)交變電壓機(jī)械振動(dòng)交變電壓機(jī)械振動(dòng)的固有頻率與晶片尺寸有關(guān)，穩(wěn)定性高當(dāng)交變電壓頻率=石英晶體固有頻率時(shí)，振幅最大壓電諧振2.石英諧振器的基本特性與等效電路極板間加機(jī)械力3C0是晶片的靜態(tài)電容，相當(dāng)于平板電容，即由晶片作介質(zhì)，鍍銀電極和支架引線作極板構(gòu)成。幾-十幾pFLq、Cq、rq為晶片振動(dòng)時(shí)的等效動(dòng)態(tài)電感、動(dòng)態(tài)電容和摩擦損耗。Lq很大，幾十-幾百mH；Cq很小，百分之幾pF；rq

為幾-幾百歐。等效電路5串聯(lián)諧振頻率晶體等效阻抗為純阻性并聯(lián)諧振頻率4.6.2石英晶體的阻抗特性兩者大小很接近6因?yàn)镃0>>Cq，所以p很靠近s，例如5MHz的晶振體fp–fs

6.5kHz小結(jié)：

晶振體兩個(gè)諧振頻率：fs、fp；且fs<fp①工作于fs~fp之間為高Q電感，并聯(lián)諧振。②工作于fs附近為串聯(lián)諧振，對(duì)fs，相當(dāng)于短路。晶振體只能工作于上述兩種方式，否則頻穩(wěn)度下降。7石英諧振器的使用注意事項(xiàng)要有合適的激勵(lì)電平。過大會(huì)影響頻率穩(wěn)定度、振壞晶片；過小會(huì)使噪聲影響大，輸出減小，甚至停振。要接一定的負(fù)載電容CL(微調(diào))，以達(dá)標(biāo)稱頻率。

高頻晶體通常標(biāo)CL為30pF或∞9石英諧振器頻率穩(wěn)定度高的原因受溫度影響小；品質(zhì)因數(shù)高；振蕩頻率基本只受Lq和Cq控制；104.7石英晶體振蕩器電路以石英諧振器構(gòu)成的振蕩電路稱為晶振電路。分為工作在并聯(lián)諧振頻率和工作在串聯(lián)諧振頻率的情況。11當(dāng)C<<C1，C<<C2時(shí)，總電容為：振蕩頻率為：調(diào)節(jié)C，使f0在fs(C=0)與fp(C=∞)之間13串聯(lián)型晶體振蕩器交流通路4.7.2串聯(lián)型晶振電路此時(shí)諧振器電抗為0，等效為短路，起正反饋?zhàn)饔谩７绞?：反饋型，類似電容三點(diǎn)式14方式2：級(jí)聯(lián)型，使總相移為015L1C1回路調(diào)諧在三次和五次泛音之間，故回路對(duì)五次泛音頻率呈容性，使電路構(gòu)成電容三點(diǎn)式振蕩器。而對(duì)基頻和三次泛音，回路呈感性，使電路不滿足振蕩的相位條件，不能產(chǎn)生振蕩。5MH