晶振的電路原理
發(fā)布日期:2019-07-18
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石英晶體是一種各向異性的結(jié)晶體，從一塊晶體按一定的方位角切下的薄片成為晶片，然后在晶片的對(duì)應(yīng)表面上涂銀層，并安裝一對(duì)金屬塊作為極板，這就構(gòu)成了石英晶體振蕩器。石英晶體之所以可以做振蕩電路是基于其壓電效應(yīng)。當(dāng)晶片外兩個(gè)極板之間加一個(gè)電場(chǎng)時(shí)，晶體會(huì)產(chǎn)生機(jī)械形變；反之，當(dāng)極板間施加機(jī)械力，晶體內(nèi)會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。
石英晶體振蕩器電路形式有很多種，常用的有兩類：一類是石英晶振接在振蕩回路中，作為電感元件使用，這類振蕩器稱為并聯(lián)晶體振蕩器；另一類是把晶體作為串聯(lián)短路元件使用，使其工作于串聯(lián)諧振頻率上，稱為串聯(lián)晶體振蕩器。何為并聯(lián)晶體振蕩器？這類晶體振蕩器的原理和一般LC振蕩器相同，只是把晶體接在振蕩回路中作為電感元件使用，并與其它回路元件一起，按照三點(diǎn)式電路的組成原則與晶體管相連。而串聯(lián)晶體振蕩電路是把晶體接在正反饋支路中，當(dāng)晶體工作在串聯(lián)諧振頻率上時(shí)，其總電抗為零，等效為短路元件，這時(shí)反饋?zhàn)饔米顝?qiáng)，滿足振幅起振條件。
下面是石英晶體振蕩器并聯(lián)電路和串聯(lián)電路的電路圖：
.jpg "石英晶體振蕩器電路圖")
圖1 并聯(lián)諧振晶體振蕩電路圖 圖2 串聯(lián)諧振晶體振蕩電路圖
分析上面的并聯(lián)諧振型晶體振蕩電路圖1，我們可以看出若把石英晶體等效為一電感LD時(shí)，該電路即成為電容三點(diǎn)式振蕩器，只有頻率在石英晶體的fo與f∞之間時(shí)，石英晶體才會(huì)呈現(xiàn)出感抗特性；串聯(lián)諧振晶體振蕩電路與電容三點(diǎn)式振蕩電路十分相似，所不同的是反饋信號(hào)不是直接接到半導(dǎo)體管的發(fā)射極，而是經(jīng)石英晶體接人實(shí)現(xiàn)正反饋。若LC選頻回路的振蕩頻率等于石英晶體的串聯(lián)諧振頻率，石英晶體諧振器就會(huì)呈現(xiàn)很小的電阻，實(shí)現(xiàn)正反饋?zhàn)顝?qiáng)，滿足振蕩條件，振蕩電路便可起振。
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