發(fā)布時間:2022-05-20
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在RC和LC振蕩器中,電阻、電容和電感值隨溫度而變化,因此頻率也會受到影響。使用壓電晶體可以減弱這一現(xiàn)象。在并聯(lián)諧振電路中,壓電晶體可提高振蕩器的穩(wěn)定性,這種振蕩器稱為:晶體振蕩器。
1. 振蕩器頻率穩(wěn)定性
理想的振蕩器應(yīng)保持頻率長時間穩(wěn)定,無頻率變化,輸出波形為清晰的正弦波輸出。晶振頻率穩(wěn)定是振蕩電路設(shè)計的關(guān)鍵點,點擊往期文章了解更多:《振蕩電路設(shè)計的關(guān)鍵:晶振頻率穩(wěn)定性》
2. 晶體振蕩器的原理:壓電效應(yīng)
壓電效應(yīng)和晶片內(nèi)部的結(jié)構(gòu)有關(guān)。石英晶體的化學(xué)式為二氧化硅,一個硅離子和兩個氧離子交替排列組成的正六邊形排列結(jié)構(gòu)。當(dāng)石英晶體受到壓力,表面會產(chǎn)生電荷,電荷量和外機(jī)械力成正比的關(guān)系。反之,對晶片兩端的電極施加電壓時,晶體會產(chǎn)生機(jī)械變形。這被稱為壓電效應(yīng)。
3. 石英晶體的工作原理
如果施加交流電壓,晶體開始以施加電壓的頻率振動。如果施加電壓的頻率等于晶體的固有頻率,則會發(fā)生諧振并且晶體振動達(dá)到最大值。這個固有頻率幾乎是恒定的。
4. 晶體的等效電路
下圖分別表示晶體的符號和等效電路。等效電路包括靜態(tài)電容C0, 動態(tài)電容C1, 諧振電阻R1, 以及動態(tài)電感L1。
5. 電抗頻率曲線
晶體阻抗的斜率表示隨著頻率的增加,在特定的頻率下,串聯(lián)電容C和電感L之間的作用產(chǎn)生串聯(lián)諧振電路,將晶體的阻抗降低到最小并等于R并得到串聯(lián)諧振頻率fs。《往期文章:晶振的電抗頻率曲線圖》
6. 晶體振蕩器電路
優(yōu)點:頻率穩(wěn)定性好; Q值非常高《往期文章:品質(zhì)因數(shù)Q值》
缺點:很脆弱,可用于低功耗電路;振蕩的頻率不能明顯改變