高频晶体振荡器课件

晶体振荡器1石英晶体的结构图（a）表示自然结晶体图（b）表示晶体的横断2石英晶体的特性（1）石英晶体特有的正、反两种压电效应正压电效应：当沿晶体的电轴或机械轴施以张力或压力时，就在垂直于电轴的两面上产生正、负电荷，呈现出电压。负压电效应：当在垂直于电轴的两面上加交变电压时，晶体将会沿电轴或机械轴产生弹性变形（伸张或压缩），称为机械振动。

3符号基频等效电路完整等效电路C0——静态电容和支架引线等分布电容之和，一般几个pF；Cq——动态电容，表征晶体的弹性，值很小，在10-2pF以下。

Lq——动态电感，表征晶体的质量，值较大，在几十个mH；rq

——动机械摩擦和空气阻尼引起的损耗，阻抗很小，1到几十Ω。56晶体谐振器的电特性：（1）有非常高的品质因数。而普通LC振荡回路的值只能到几百。（2）石英晶体谐振器与有源器件的接入系数p很小，一般为10-310-4。≥（12500～25000）

7（3）晶体的电抗特性：忽略rqCoCqLqrq91.作电感用2.工作于串联谐振状态应用10石英晶体谐振器

(a)符号(b)基频等效电路(c)完整等效电路

除了以上基频振动模式外，石英片的振动还会产生奇次（2n-1）谐波的泛音振动。基频振动模式时，产生奇次谐波谐振的支路因阻抗较高可忽略。奇次谐波的泛音振动

(3)泛音晶体振荡器应用11ECJTC2C3C1Rb1Rb2CbReLc晶体C1C2JTC3131415泛音晶体振荡器交流等效电路若泛音晶体的标称泛音次数为5，相应的标称频率为5MHz，则LC谐振回路应调谐在3～5次泛音频率之间，如3.5MHz。在5MHz,LC谐振回路呈容性，满足相位平衡条件。而对于基频和3次泛音频率来说，回路呈感性，振荡器不满足相位平衡条件，不能产生振荡。而对于7次及其以上的泛音频率，回路呈容性，但其电容量过大，负载阻抗过小，以致电压增益下降太多，不能起振。17例3-4：如图所示的晶体振荡器电路(1)画出交流等效电路，指出是何种类型的晶体振荡器。(2)该电路的振荡频率是多少？(晶体参数：C0=4pF,Cq=0.05pF,Lq=0.05H,rq=10W)(3)晶体在电路中的作用？(4)该晶振有何特点？晶体的品质因数Q?(5)若频率稳定度为10-5，问振荡频率的变化范围。18画出交流等效电路后，看晶体是回路的一部分（并联型晶振）还是反馈网络的一部分（串联型晶体）解19(4)该晶振的特点是频率稳定度很高，温度系数小。（5）振荡频率的变化范围=振荡频率±振荡频率×频稳度=318471331847130.00001=318471332=3184681Hz

30184745Hz21例3-5：一晶体振荡器交流等效电路如图所示，（1）该电路属于何种类型的晶体振荡器，晶体在电路中的作用是什么？（2）画出该电路的实际线路；（3）若将5MHz的晶体换成2MHz的晶体，该电路是否能正常工作，为什么？22解而晶体的标称频率为5MHz，电感L与电容C1构成的回路在5MHz时呈现容性，振荡器可以在5MHz工作。如果晶体换成2MHz，则2MHz时电感L与电容C1构成的回路呈现感性，故电路不能正常工作。232526MC16482729303132(4─42)右图为一压控振荡器的频率-控制电压特性曲线。一般情况下,这一特性是非线性的,非线性程度与变容管变容指数及电路形式有关。压控