高二物理競賽課件石英晶體振蕩器

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石英晶體振蕩器

石英晶體振蕩器石英晶體的基本特性和等效電路一、基本特性

壓電效應(yīng)：在石英晶片的兩極加一電場，晶片將產(chǎn)生機(jī)械變形；若在晶片上施加機(jī)械壓力，在晶片相應(yīng)的方向上會產(chǎn)生一定的電場。

壓電諧振：晶片上外加交變電壓的頻率為某一特定頻率時，振幅突然增加。二、等效電路符號：串聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率電抗頻率特性O(shè)fXfsfp容性容性感性圖

圖

石英晶體振蕩電路一、并聯(lián)型石英晶體振蕩電路交流等效電路振蕩頻率由于圖

二、串聯(lián)型石英晶體振蕩電路圖

串聯(lián)型石英晶體振蕩電路當(dāng)振蕩頻率等于fS

時，晶體阻抗最小，且為純電阻，此時正反饋?zhàn)顝?qiáng)，相移為零，電路滿足自激振蕩條件。振蕩頻率調(diào)節(jié)R

可改變反饋的強(qiáng)弱，以獲得良好的正弦波。非正弦波發(fā)生電路矩形波發(fā)生電路一、電路組成RC

充放電回路滯回比較器圖

圖

8.5.2滯回比較器：集成運(yùn)放、R1、R2；充放電回路：R、C；鉗位電路：VDZ、R3。二、工作原理設(shè)t=0時，uC=

0，uO=+UZ則tOuCOuOtu+u-當(dāng)u-=uC

=u+

時，t1t2則當(dāng)u-=uC

=u+

時，輸出又一次跳變，uO=+UZ輸出跳變，uO=-UZ圖

三、振蕩周期電容的充放電規(guī)律：對于放電，解得：結(jié)論：改變充放電回路的時間常數(shù)及滯回比較器的電阻，即可改變振蕩周期。t1t2tOuCOuOtt3圖

8.5.3四、占空比可調(diào)的矩形波發(fā)生電路圖

8.5.4使電容的充、放電時間常數(shù)不同且可調(diào)，即可使矩形波發(fā)生器的占空比可調(diào)。tOuCuOtOT1T2T充電時間T1放電時間T2占空比D圖

圖

8.5.6一、電路組成三角波發(fā)生電路二、工作原理OuO1tOuOt當(dāng)u+=u-

=0時，滯回比較器的輸出發(fā)生跳變。圖

三、輸出幅度和振蕩周期解得三角波的輸出幅度當(dāng)u+=u-

=0時，uO1跳變?yōu)?UZ，uO

達(dá)到最大值Uom

。振蕩周期圖

8.5.8鋸齒

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