3并联型晶体振荡器4串联型晶体振荡器

§6-4晶体正弦波振荡器学习要点：•石英晶体特性•常用晶体振荡器的结构晶体正弦波振荡器6-4-1振荡器的频率稳定性6-4-2石英晶体的基本特性退出6-4-3并联型晶体振荡器6-4-4串联型晶体振荡器6-4-5泛音晶体振荡器——采用具有高品质因数的石英晶体来构成振荡器使输出高频信号具有很好的频率选择性和稳定度。6-4-1振荡器的频率稳定度1．频率稳定度——在时间、温度、湿度、电源电压等一定变化范围内，振荡频率的相对变化量()。频率稳定度：（f0：标称频率；f：实际频率）2．对频率稳定度的要求——视振荡器用途的不同而不同。0ff000fffff例如：中波电台发射机的振荡频率稳定度为10－5数量级，电视发射机的振荡频率稳定度为10－7数量级。3．普通振荡器与晶体振荡器比较——普通LC振荡器的频率稳定度只能达到10－3～10－5数量级；石英晶体振荡器(简称晶振)频稳超过10－5数量级。——它是一种硅石，主要化学成分是“二氧化硅(SiO2)”，重要特性：压电效应。6-4-2石英晶体的基本特性1．石英晶体符号和等效电路其中——CP：晶体静态电容，一般为几pF至几十pF；Lq：晶体动态等效电感，一般约为几十mH至几百mH；Cq：晶体动态等效电容，其容量很小，一般约为百分之几pF；Rq：晶体等效损耗电阻，一般约为几Ω至几百Ω。Q——石英晶体的品质因数，一般可达105数量级或更高。CPCqRqLqJT(a)(b)(a)符号(b)等效电路2．晶体振荡频率石英晶体存在两个固有谐振频率——1）串联支路的谐振频率fq：fq＝2）并联回路的谐振频率fp：fp＝因CPCq，所以fq与fp相差不大。qq21CLpqqqpqpqC1CC21CfCCL3．石英晶体的电抗特性如图所示：1)当f＜fq时，呈容性；2)当f＝fq时，相当于短路；3)当fq＜f＜fp时，呈感性；4)当f＞fp时，呈容性。fqfpfXo容性容性感性石英晶体的电抗特性感性区特点——因fq与fp相差不大，故此区电抗曲线很陡，振荡器工作在此区有很高的Q值，故有很强的稳频作用。4．石英晶体构成的振荡器分类1）并联型——把晶体当作高Q值电感使用，与外接电容并联；2）串联型——晶体作为高选择性短路元件使用。6-4-3并联型晶体振荡器+VCCRB1RB2RECBVC1C2LC电容三点式石英晶体振荡器(a)电路(b)等效电路JTBCELe(b)C1C2(a)+VCCRB1RB2RECEC2V(a)L1C1JTBCEC2L1Le(b)C1V电感三点式石英晶体振荡器(a)电路(b)等效电路6-4-4串联型晶体振荡器+VCCC1C3REC4C5LRCR1R2C2VC2C1C3LV(a)(b)串联型晶体振荡器(a)电路结构(b)交流等效电路JT在串联谐振频率fq上，晶体可等效为一短路线使用(因为石英晶体的串联谐振电阻很小)。这时电路成为“电容三点式振荡器”。泛音晶体振荡器——一般晶体振荡器(称“基频晶振”)的频率最高不超过30MHz。工作频率↑→晶体片越薄→加工困难↓→机械强度越差故要使工作频率高→不能仅靠加工超薄的石英晶片↓→采用泛音晶体(通常为三至七次谐波频率)另外，泛音晶体振荡器比基频晶振的频率稳定度往往更好。6-4-5泛音晶体振荡器+VCCRB1RB2RECEC2V(a)L1C1JTBCEC2L1(b)C1V泛音晶体振荡器举例(a)电路(b)等效电路JT复习与提问：改进型三点式正弦波振荡器的优点?思考题：1.什么是振荡器的频率稳定度？2.画出石英晶体的等效电路，并简要说明电抗特性。3.什么叫做并联型晶体振荡器、串联型晶体振荡器?作业题：P1136-1（13、15）；6-9预习：函数信号发生器课后小结——见黑板