第3章正弦波振荡器 第3章正弦波振荡器 34晶体振荡器 34.1石英谐振器的电特性 34.2晶体振荡电路
第 3 章 正弦波振荡器 3.4.1 石英谐振器的电特性 3.4.2 晶体振荡电路 3.4 晶体振荡器
第3章正弦波振荡器 34晶体振荡器 频稳度』晶体振荡器:超过10-5 LC振荡器:10-3~10-5 晶体振荡器:采用石英谐振器控制和稳定振荡频率的 振荡器。 34.1石英谐振器的电特性 1.石英晶体的性能与等效电路 (1)结构 利用石英晶体( Quartz-Crystal)的压电效应制成的一种 谐振器件。 石英片 电极 管座 图3-4-1石英谐振器的内部结构
3.4 晶体振荡器 频稳度 晶体振荡器：超过10 -5 LC 振荡器：10 -3 ~ 10 -5 晶体振荡器：采用石英谐振器控制和稳定振荡频率的 振荡器。 3.4.1 石英谐振器的电特性 1．石英晶体的性能与等效电路 (1)结构 利用石英晶体(Quartz-Crystal)的压电效应制成的一种 谐振器件。 (a) (b) (c) 图 3-4-1 石英谐振器的内部结构
第3章正弦波振荡器 (2)性能 ①晶片有一固有振动频率,与切割方位、形状、大小 有关,且十分稳定。 将其接到振荡器的闭合环路中,利用其固有频率,能有 效地控制和稳定振荡频率。 ②压电效应:机械与电的相互转换效应。 正压电效应:外加力,产生电荷现象 逆压电效应:外加电压,产生机械振动现象。 ③振动特性:具有多谐性,除基频( Fundamental Frequency)振动外还有奇次谐波的泛音( (Overtones)振动
(2)性能 ① 晶片有一固有振动频率，与切割方位、形状、大小 有关，且十分稳定。 将其接到振荡器的闭合环路中，利用其固有频率，能有 效地控制和稳定振荡频率。 ② 压电效应：机械与电的相互转换效应。 正压电效应：外加力，产生电荷现象 逆压电效应：外加电压，产生机械振动现象。 ③ 振动特性：具有多谐性，除基频(Fundamental Frequency)振动外还有奇次谐波的泛音(Overtones)振动
第3章正弦波振荡器 (3)等效电路 L Zengo) 晶体C 图3-4-2石英谐振器的等效电路 (a)电路符号(b)完整等效电路(c)基频等效电路 0:静态电容和支架引线分布电容之和; Lary Cal、ru:晶体基频等效电路 晶体三次泛音等效电路 (L很大、Q很大、G很小且数值极其稳定) 当外加交变电压与石英晶片的机械振动发生共振时,石 英晶片两极上的交变电荷量即通过的交变电流量最大,因而 具有串联谐振特性
(3)等效电路 C0：静态电容和支架引线分布电容之和； Lq1、Cq1、rq1：晶体基频等效电路； Lq3、Cq3、rq3：晶体三次泛音等效电路 (Lq 很大、Qq 很大、Cq 很小且数值极其稳定) 当外加交变电压与石英晶片的机械振动发生共振时，石 英晶片两极上的交变电荷量即通过的交变电流量最大，因而 具有串联谐振特性
第3章正弦波振荡器 2.电抗特性 可证:忽略rn时,晶体两端呈现纯电抗,其值近似为 z(jo)≈jXar=-j L 01-( Zcr(jo) C L C q 0 q C +c
2．电抗特性 可证：忽略 rq 时，晶体两端呈现纯电抗，其值近似为 p 2 s 2 0 cr cr 1 ( ) 1 ( ) 1 (j ) j j - - = - C Z X q 0 q 0 q p q q s 1 , 1 C C C C L L C + = =