3.4 晶体振荡器.ppt
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1、第第 3 章正弦波振荡器章正弦波振荡器3.4.1石英谐振器的电特性石英谐振器的电特性3.4.2晶体振荡电路晶体振荡电路3.4晶体振荡器晶体振荡器 1.1.石英晶体的物理特性:石英晶体的物理特性:石英是矿物质硅石的一种(也可人工制造),化学成分是石英是矿物质硅石的一种(也可人工制造),化学成分是S Si iO O2 2,其形状其形状为结晶的六角锥体。图为结晶的六角锥体。图(a)(a)表示自然结晶体,图表示自然结晶体,图(b)(b)表示晶体的横截面。为了表示晶体的横截面。为了便于研究,人们根据石英晶体的物理特性,在石英晶体内画出三种几何对称便于研究,人们根据石英晶体的物理特性,在石英晶体内画出三种
2、几何对称轴,连接两个角锥顶点的一根轴轴,连接两个角锥顶点的一根轴ZZZZ,称为光轴,在图称为光轴,在图(b)(b)中沿对角线的三条中沿对角线的三条XXXX轴,称为电轴,与电轴相垂直的三条轴,称为电轴,与电轴相垂直的三条YYYY轴,称为机械轴。轴,称为机械轴。3.4晶体振荡器晶体振荡器 石石英英晶晶体体具具有有正正、反反两两种种压压电电效效应应。当当石石英英晶晶体体沿沿某某一一电电轴轴受受到到交交变变电电场场作作用用时时,就就能能沿沿机机械械轴轴产产生生机机械械振振动动,反反过过来来,当当机机械械轴轴受受力力时时,就就能能在在电电轴轴方方向向产产生生电电场场。且且换换能能性性能能具具有有谐谐振振
3、特特性性,在在谐谐振振频频率率,换换能能效效率最高。率最高。将其接到振荡器的闭合环路中,利用其将其接到振荡器的闭合环路中,利用其固有频固有频率率,能有效地控制和稳定,能有效地控制和稳定振荡频率振荡频率。压电效应压电效应:机械与电的相互转换效应。机械与电的相互转换效应。正压电效应正压电效应:外:外加力,产生电荷现象加力,产生电荷现象 逆压电效应逆压电效应:外加:外加电压,产生机械振动现象。电压,产生机械振动现象。振振动动特特性性:具具有有多多谐谐性性,除除基基频频振振动动外外还还有有奇奇次谐波的泛音振动次谐波的泛音振动。频频稳度稳度晶体振荡器:超过晶体振荡器:超过 10-5LC 振荡器:振荡器:
4、10-3 10-5晶体振荡器晶体振荡器:采用石英谐振器控制和稳定振荡频率的振荡器。采用石英谐振器控制和稳定振荡频率的振荡器。2 2、等效电路、等效电路 C0:静态电容和支架引线分布电容之和;静态电容和支架引线分布电容之和;Lq1、Cq1、rq1:晶体基频等效电路;晶体基频等效电路;Lq3、Cq3、rq3:晶体三次泛音等效电路晶体三次泛音等效电路 3.3.石英石英谐振器的等效振器的等效电抗(阻抗特性)抗(阻抗特性)石石英英晶晶体体有有两两个个谐谐振振角角频频率率。一一个个是是左左边边支支路路的的串串联联谐谐振振角角频频率率 q,即即石石英英片片本本身身的的自自然然角角频频率率。另另一一个个为为石
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