石英晶體振蕩器課件

1、振蕩器的頻率和幅度穩(wěn)定度 1振蕩器的頻率和幅度穩(wěn)定度 1穩(wěn)定度指標(biāo)振蕩器輸出的信號(hào)即要滿足一定的頻率和幅度要求 使用頻率穩(wěn)定度和幅度穩(wěn)定度這兩個(gè)重要的性能指標(biāo)來(lái)衡量一個(gè)振蕩器電路 頻率穩(wěn)定度對(duì)一個(gè)振蕩器而言尤為重要 2穩(wěn)定度指標(biāo)振蕩器輸出的信號(hào)即要滿足一定的頻率和幅度要求 2頻率穩(wěn)定度 頻率絕對(duì)偏差頻率穩(wěn)定度 3頻率穩(wěn)定度 頻率絕對(duì)偏差3影響頻率穩(wěn)定的因素 主要影響因素振蕩回路參數(shù)回路品質(zhì)因素Q 4影響頻率穩(wěn)定的因素 主要影響因素4品質(zhì)因素對(duì)頻率穩(wěn)定度的影響 5品質(zhì)因素對(duì)頻率穩(wěn)定度的影響 5提高頻率穩(wěn)定度的一般方法 減小外界變化 減小溫度的變化 減小電源的變化 減小濕度和大氣壓力的影響 減小磁

2、場(chǎng)感應(yīng)對(duì)頻率的影響 減小負(fù)載的影響 改善電路性能 提高回路的標(biāo)準(zhǔn)性 減小相位及其變化量 6提高頻率穩(wěn)定度的一般方法 減小外界變化 6幅度穩(wěn)定度 7幅度穩(wěn)定度 74.4 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 其頻率穩(wěn)定度可達(dá) ，而LC回路的一般不超過(guò)因?yàn)槭⒅C振器具有極高的Q值和很高的標(biāo)準(zhǔn)性84.4 石英晶體振蕩器以石英諧振器作選頻網(wǎng)絡(luò)的反饋振蕩器主要要求： 了解石英諧振器的結(jié)構(gòu)和特性掌握典型石英晶體振蕩器的組成和工作原理4.4 石英晶體振蕩器9主要要求： 了解石英諧振器的結(jié)構(gòu)和特性掌握典型石英晶體振蕩器4.4.1 石英諧振器及其特性 從一塊晶體上按一定的方位角切割

3、成的薄片稱為晶片SiO2是一種各向異性的結(jié)晶體1. 石英諧振器的結(jié)構(gòu)104.4.1 石英諧振器及其特性 從一塊晶體上按極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)壓電效應(yīng)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 = 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11極板間加電場(chǎng)極板間加機(jī)械力晶體機(jī)械變形晶體產(chǎn)生電場(chǎng)壓電效應(yīng)交2. 石英諧振器的基本特性與等效電路 C0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pF Lq、Cq、rq為晶片振動(dòng)時(shí)的等效動(dòng)態(tài)電感、電容和摩擦損耗。 Lq很大，幾

4、十幾百mH；Cq很小，百分之幾pF； rq 為幾幾百歐。 石英諧振器Q值很高，而且其性能很穩(wěn)定，因此有很高的回路標(biāo)準(zhǔn)性。122. 石英諧振器的基本特性與等效電路 C0是晶串聯(lián)諧振頻率 晶體等效阻抗為純阻性并聯(lián)諧振頻率通常所以2. 石英諧振器的基本特性與等效電路fXfPfS容性容性感性13串聯(lián)諧振頻率 晶體等效阻抗為純阻性并聯(lián)諧振頻率通常所以2 石英諧振器只在 之間的很窄頻率范圍內(nèi)呈感性，且感抗曲線很陡，故當(dāng)工作于該區(qū)域時(shí)，具有很強(qiáng)的穩(wěn)頻作用。一般不用電容區(qū)。 2. 石英諧振器的基本特性與等效電路fXfPfS容性容性感性14 石英諧振器只在 2. 石英諧振器的基本特性與等效電路實(shí)際使用時(shí)外接一小

5、電容Cs則新的諧振頻率為由于由此看出調(diào)整152. 石英諧振器的基本特性與等效電路實(shí)際使用時(shí)外接一小電容C3. 石英諧振器的使用注意事項(xiàng)要有合適的激勵(lì)電平。過(guò)大會(huì)影響頻率穩(wěn)定度、 振壞晶片；過(guò)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163. 石英諧振器的使用注意事項(xiàng)要有合適的激勵(lì)電平。過(guò)大會(huì)影響4. 泛音晶體 機(jī)械振動(dòng)的諧波稱為泛音。 利用基頻振動(dòng)稱為基頻晶體，利于泛音振動(dòng)稱為泛音晶體。 石英晶體基頻越高，晶片越薄，加工難并易碎，故要求頻率高時(shí)使用泛音頻率。多用三次和五次的。奇次 利用泛音晶體時(shí)，要注意抑制低次諧波分量。

6、174. 泛音晶體 機(jī)械振動(dòng)的諧波稱為泛音。 4.4.2 晶體振蕩器并聯(lián)型晶體振蕩器串聯(lián)型晶體振蕩器 fs f fp，晶體呈感性。晶體作為高Q元件與其它元件并聯(lián)構(gòu)成振動(dòng)所需的并聯(lián)諧振回路。 f = fs，晶體工作在串聯(lián)諧振狀態(tài)，在振蕩器中用作高選擇性短路元件。184.4.2 晶體振蕩器并聯(lián)型晶體振蕩器串聯(lián)型晶體振蕩器 f并聯(lián)型石英晶體振蕩器并聯(lián)型石英晶體振蕩器是把石英晶體當(dāng)做電感元件使用 19并聯(lián)型石英晶體振蕩器并聯(lián)型石英晶體振蕩器是把石英晶體當(dāng)做電感等效電路20等效電路20并聯(lián)型石英晶體振蕩器分析由三點(diǎn)式電路“射同基反”的構(gòu)成原則晶體應(yīng)呈現(xiàn)感性 石英諧振器和電容C1、C2組成選頻網(wǎng)絡(luò)工作頻率

7、 21并聯(lián)型石英晶體振蕩器分析由三點(diǎn)式電路“射同基反”的構(gòu)成原則2串聯(lián)型石英晶體振蕩器 串聯(lián)型石英晶體振蕩器是把石英諧振器做一根短路線用 22串聯(lián)型石英晶體振蕩器 串聯(lián)型石英晶體振蕩器是把石英諧振器做一等效電路23等效電路23串聯(lián)型石英晶體振蕩器分析蕩器的工作頻率等于晶體的串聯(lián)諧振頻率fs晶體諧振器的阻抗近似為零 頻率偏離晶體的串聯(lián)諧振頻率fs晶體的阻抗驟然增加，近乎開路 只能形成的f=fs的振蕩 24串聯(lián)型石英晶體振蕩器分析蕩器的工作頻率等于晶體的串聯(lián)諧振頻率例25例25交流通路26交流通路262727小結(jié)石英晶體振蕩器基本種類并聯(lián)型石英晶體振蕩器串聯(lián)型石英晶體振蕩器28小結(jié)石英晶體振蕩器28作業(yè) 4.9 4.1329作業(yè) 4.9 4.1329實(shí)用振蕩器簡(jiǎn)介 30實(shí)用振蕩器簡(jiǎn)介 30現(xiàn)代振蕩器的發(fā)展 高性能多功能小型封裝低功耗低價(jià)格 31現(xiàn)代振蕩器的發(fā)展 高性能31壓控振蕩器 VCO壓控振蕩器（VCO）是一種振蕩頻率隨外加控制電壓變化的振蕩器 主要指標(biāo) 頻率調(diào)諧范圍輸出功率頻率穩(wěn)定度32壓控振蕩器 VCO壓控振蕩器（VCO）是一種振蕩頻率