高頻晶體振蕩器課件

晶體振蕩器1石英晶體的結(jié)構(gòu)圖（a）表示自然結(jié)晶體圖（b）表示晶體的橫斷2石英晶體的特性（1）石英晶體特有的正、反兩種壓電效應(yīng)正壓電效應(yīng)：當(dāng)沿晶體的電軸或機(jī)械軸施以張力或壓力時(shí)，就在垂直于電軸的兩面上產(chǎn)生正、負(fù)電荷，呈現(xiàn)出電壓。負(fù)壓電效應(yīng)：當(dāng)在垂直于電軸的兩面上加交變電壓時(shí)，晶體將會(huì)沿電軸或機(jī)械軸產(chǎn)生彈性變形（伸張或壓縮），稱為機(jī)械振動(dòng)。

3符號(hào)基頻等效電路完整等效電路C0——靜態(tài)電容和支架引線等分布電容之和，一般幾個(gè)pF；Cq——?jiǎng)討B(tài)電容，表征晶體的彈性，值很小，在10-2pF以下。

Lq——?jiǎng)討B(tài)電感，表征晶體的質(zhì)量，值較大，在幾十個(gè)mH；rq

——?jiǎng)訖C(jī)械摩擦和空氣阻尼引起的損耗，阻抗很小，1到幾十?。56晶體諧振器的電特性：（1）有非常高的品質(zhì)因數(shù)。而普通LC振蕩回路的值只能到幾百。（2）石英晶體諧振器與有源器件的接入系數(shù)p很小，一般為10-310-4?！荩?2500～25000）

7（3）晶體的電抗特性：忽略rqCoCqLqrq91.作電感用2.工作于串聯(lián)諧振狀態(tài)應(yīng)用10石英晶體諧振器

(a)符號(hào)(b)基頻等效電路(c)完整等效電路

除了以上基頻振動(dòng)模式外，石英片的振動(dòng)還會(huì)產(chǎn)生奇次（2n-1）諧波的泛音振動(dòng)。基頻振動(dòng)模式時(shí)，產(chǎn)生奇次諧波諧振的支路因阻抗較高可忽略。奇次諧波的泛音振動(dòng)

(3)泛音晶體振蕩器應(yīng)用11ECJTC2C3C1Rb1Rb2CbReLc晶體C1C2JTC3131415泛音晶體振蕩器交流等效電路若泛音晶體的標(biāo)稱泛音次數(shù)為5，相應(yīng)的標(biāo)稱頻率為5MHz，則LC諧振回路應(yīng)調(diào)諧在3～5次泛音頻率之間，如3.5MHz。在5MHz,LC諧振回路呈容性，滿足相位平衡條件。而對(duì)于基頻和3次泛音頻率來(lái)說(shuō)，回路呈感性，振蕩器不滿足相位平衡條件，不能產(chǎn)生振蕩。而對(duì)于7次及其以上的泛音頻率，回路呈容性，但其電容量過(guò)大，負(fù)載阻抗過(guò)小，以致電壓增益下降太多，不能起振。17例3-4：如圖所示的晶體振蕩器電路(1)畫(huà)出交流等效電路，指出是何種類型的晶體振蕩器。(2)該電路的振蕩頻率是多少？(晶體參數(shù)：C0=4pF,Cq=0.05pF,Lq=0.05H,rq=10W)(3)晶體在電路中的作用？(4)該晶振有何特點(diǎn)？晶體的品質(zhì)因數(shù)Q?(5)若頻率穩(wěn)定度為10-5，問(wèn)振蕩頻率的變化范圍。18畫(huà)出交流等效電路后，看晶體是回路的一部分（并聯(lián)型晶振）還是反饋網(wǎng)絡(luò)的一部分（串聯(lián)型晶體）解19(4)該晶振的特點(diǎn)是頻率穩(wěn)定度很高，溫度系數(shù)小。（5）振蕩頻率的變化范圍=振蕩頻率±振蕩頻率×頻穩(wěn)度=318471331847130.00001=318471332=3184681Hz

30184745Hz21例3-5：一晶體振蕩器交流等效電路如圖所示，（1）該電路屬于何種類型的晶體振蕩器，晶體在電路中的作用是什么？（2）畫(huà)出該電路的實(shí)際線路；（3）若將5MHz的晶體換成2MHz的晶體，該電路是否能正常工作，為什么？22解而晶體的標(biāo)稱頻率為5MHz，電感L與電容C1構(gòu)成的回路在5MHz時(shí)呈現(xiàn)容性，振蕩器可以在5MHz工作。如果晶體換成2MHz，則2MHz時(shí)電感L與電容C1構(gòu)成的回路呈現(xiàn)感性，故電路不能正常工作。232526MC16482729303132(4─42)右圖為一壓控振蕩器的頻率-控制電壓特性曲線。一般情況下,這一特性是非線性的,非線性程度與變?nèi)莨茏內(nèi)葜笖?shù)及電路形式有關(guān)。壓控