7.8石英晶体振荡器

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引言晶体振荡电路是利用石英晶体(石英晶体谐振器的简称，有时也称为晶振器)作为选频元件(经常是作

为电感元件)构成的电路。主要用来产生振荡频率较高、且稳定度也很高的正弦信号，稳定度一般可达 10-12~10-13 的量级(LC振荡器一般只达到10-3~10–4,

RC振荡器就更低了)。其振荡原理与LC振荡电路产生 正弦振荡的原理基本相同。

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本 节 学 习 要 点 和 要 求

晶 振 器 等 效 电 路 的 工 作 原 理

晶 体 振 荡 电 路 的 工 作 过 程 晶体谐振器应用在电路中的串、并联正反 馈

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石英晶体的等效电路及特性

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晶1、石英晶体简介

体

振

荡

器晶体

(1)石英晶体的压电效应 若在晶片的两极板间加一 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。 若在极板间所加的是交变 电场，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。 当然这种机械振动在一般 情形下的振幅是很小的，但 振动频率却很稳定。

金属片

1、石英晶体简介 (1)石英晶体的压电 金属片 效应石英晶体的结构 石 英 晶 体 实 物 图 片 石英晶体的符号

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晶1、石英晶体简介

体

振

荡

器晶体

(1)石英晶体的压电效应 (2)石英晶体的压电谐振 当外加交变电压的频率与 晶片的固有频率( 决定于晶 体的尺寸) 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 英晶体又称为石英晶体谐振 器。 利用石英晶体作振荡用， 可以得到稳定度非常高的频 率，因为其谐振频率由晶体 的几何尺寸决定，而其几何 尺寸几乎不随温度而变。

金属片

金属片

(2)压电谐振石英晶体的符号

石英晶体的结构 石 英 晶 体 实 物 图 片

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晶1、石英晶体简介

体

振

荡

器晶体

(1)石英晶体的压电效应 (2)石英晶体的压电谐振 本内容学习完毕，单击返回，返回学习主页；单击继续，继续学习 《石英晶体等效电路及特性》。 当外加交变电压的频率与

金属片

晶片的固有频率( 决定于晶 继续 返回 体的尺寸) 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 英晶体又称为石英晶体谐振 器。 利用石英晶体作振荡用， 可以得到稳定度非常高的频 率，因为其谐振频率由晶体 的几何尺寸决定

,而其几何 尺寸几乎不随温度而变。

金属片

本内容结束页石英晶体的符号

石英晶体的结构 石 英 晶 体 实 物 图 片

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晶

体

振

荡

器晶体

1、石英晶体简介 2、石英晶体的等效电 路及特性

金属片

2、石英晶体的等效 电路及特性 (1) 石英晶体的等效电路。 C、L和 R串联后再与 (1) 并联，得出总阻抗Z。 (2)石英晶体的频率特性。 C0 金属片 石英晶体的等效 电路 等效电路的总阻抗X为： 通常R<<XL , 所以R可忽 石英晶体的结构 石英晶体的符号X —————— 1 1 — + ——— XC0 XL+XC1 1

略。Z可用总电抗X替代。XC C C0

XC0 = ——————— 1 j C0 - j ———— 1 L - —— C 根据上式可作出X与 的关 石英晶体等效电路 系曲线(亦称为谐振曲线)

C0— 两金属片间电容 C — 振动弹性，等效于电容 L X L — 晶体等效质量惯性，等 L 效于电感 R — 振动的磨擦损耗，等效 R 于电阻R 本页完 继续

晶

体

振X

荡

器X>0为 感性 区域

1、石英晶体简介 2、石英晶体的等效电 路及特性(1) 石英晶体的等效电路。 (2)石英晶体的频率特性。 等效电路的总阻抗X为： X —————— 1 1 — + ——— XC0 XL+XC = ——————— 1 j C0 - j ———— 1 L - —— C 根据上式可作出X与 的关 系曲线(亦称为谐振曲线)1 1

0

作出曲线

s

p

X<0为 容性 区域

C C0 L

R

C0— 两金属片间电容 C — 振动弹性，等效于电容 L — 晶体等效质量惯性，等 效于电感 R — 振动的磨擦损耗，等效 于电阻R 本页完 继续

石英晶体等效电路

晶

体

振X

荡

器X>0为 感性 区域

2、石英晶体的等效电 路及特性0

(2)石英晶体的频率特性。 X C 1 C0 L

过度

s

p

X<0为 容性 区域

= ——————— 1 j C0 - j ———— 1 L - —— C

R

C0— 两金属片间电容 C — 振动弹性，等效于电容 L — 晶体等效质量惯性，等 效于电感 R — 振动的磨擦损耗，等效 于电阻R

石英晶体等效电路

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晶

体

振

(2)石英晶体的频率特性 讨论串联支路谐振频率 s

荡

器X>0为 感性 区域

2、石英晶体的等效电 X 串联支路的谐振频率 路及特性(2)石英晶体的频率特性。1

s 0 X ——————— 1 X<0为 - j ———— j C0 1 容性 L - —— 区域 C 现在讨论 s和 p的意义： 由曲线得： …… 此处隐藏：1822字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……