幅度稳定、波形标准、频率稳定是衡量一个正弦波振荡器的3项指标,目前频率稳定程度最高的是石英晶体振荡器。在石英晶体振荡器中,用石英晶体替代LC谐振电路,以获得频率的稳定。
1.石英晶体的特性
石英也叫做水晶,将石英晶体按不同的方位和角度切割成的薄片,叫做石英晶片。在石英晶片的两面蒸镀上金属电极,连接引线,再加封装,就构成了石英晶体振荡器(简称石英晶体或晶振),如图3-80a所示,图形符号如图3-80b所示。
图3-80石英晶体
石英晶体具有压电效应,石英晶体的固有频率由石英晶片的大小、形状等决定。密封的石英晶片受环境影响非常小,所以石英晶体具有精确、稳定的选频特性。它在电路中产生的效果与图3-80c所示LRC电路相同,将这个电路叫做石英晶体的等效电路。从石英晶体的等效电路可知它的电抗随频率发生变化,其电抗—频率特性曲线如图3-80d所示。
2.石英晶体振荡器
石英晶体振荡器基本电路只有两类,即并联石英晶体振荡器和串联石英晶体振荡器。
(1)并联型石英晶体振荡器
振荡电路如图3-81a所示,图3-81b所示是它的简化交流等效电路。(www.daowen.com)
从电路中可以看出,这个电路与电容三点式电路非常相似,只不过它的谐振电路中的电感支路被一个石英晶体代替,所以石英晶体起电感作用。
(2)串联型石英晶体振荡器
电路如图3-82a所示,图3-82b所示是它的框图。
图3-81 并联型石英晶体振荡器
图3-82 串联型石英晶体振荡器
由VT1(共基极放大)和VT2组成的两级放大器,构成了石英晶体振荡器的放大部分,反馈网络由石英晶体和可调电阻RP组成。石英晶体工作在串联谐振频率fs下,串联型石英晶体振荡器等于石英晶体的串联谐振频率fs。
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