3.4.4 石英晶体振荡器（课件）-高二《电子技术基础与技能》同步教学（人邮版）

3.4.4 石英晶体振荡器 振荡器的振荡频率是由它的选频网络的L、C参数来决定的，由于环境温度变化或电源电压波动等因素的影响，将导致L、C参数的变化。因此，无论是LC振荡器还是RC振荡器，其振荡频率是不稳定的。要想更大幅度地提高振荡频率稳定度，可采用石英晶体振荡器。 1．结构 天然石英是二氧化硅（SiO2），它的物理和化学性能都非常稳定，将它按一定方位角切成薄片，称为石英晶体。 在晶片的两个相对表面喷涂金属作为极板，焊上引线作为电极，再加上外壳封装即制成石英晶体振荡器，如图3.32所示。其中图（a）为石英晶体振荡器符号，图（b）为石英晶体振荡器结构，图（c）为石英晶体振荡器的等效电路。 （a）符号 （b）结构 （c）等效电路 图3.32 石英晶体振荡器 2．石英晶体的压电效应 若在石英晶体两电极加上电压，晶片将产生机械形变；反之，如在晶片上施加机械压力使其发生形变，则将在相应方向上产生电压。 3．石英晶体的压电谐振 （1）压电谐振 如果在晶体两边加上交变电压，则晶片将产生相应的机械振动，这个振动又在原电压方向产生附加电压，又引起新的机械振动，由此产生电压—机械振动的往复循环，最后达到稳定。 在一般情况下，机械振动的振幅和交变电压的振幅都很小，如果外加交变电压的频率与晶体固有频率相等时，两个振幅都将急剧增大，这就是晶体的压电谐振，产生谐振的频率称为石英晶体的谐振频率。 （2）谐振频率 石英晶体器有两个谐振频率，串联谐振频率fs和并联谐振频率fp。 4．石英晶体振荡电路 （1）串联型 串联型石英晶体振荡电路如图3.33所示，石英晶体接在VT1、VT2组成的两级放大器的正反馈网络中，当振荡器频率等于fs时，电路满足自激振荡条件。 图3.33 串联型石英晶体振荡电路图 （2）并联型 并联型石英晶体振荡电路如图3.34所示，从图中可以看出，石英晶体是VT的负载，对应于频率为fp的信号，它处于并联谐振状态，可获得很高的谐振电压，该电压经C1、C2分压后，C2上的电压正反馈回到VT基极，形成改进型电容三点式振荡电路。 图3.34 并联型石英晶体振荡电路 5．石英晶体振荡电路的特点 具有很高的频率稳定度，但也有怕振动、负载能力差等不足之处。 $$