1、
电容三点式振荡器
将视为开路
将视为短路
得振荡信号等效电路
① 电路特点:管子三个电极
分别接LC回路的三条引线,反馈电压
取自和分压,取自两端,故称电容三点式。
暧时极性法判断:正反馈,满足相位平衡条件。
②振荡频率:
振荡条件:
改进型电容三点式:
串联型电容三点式振荡器,在电感支路上串联一个小电容,则
并联型电容三点式:在电感两端再并联一个小电容
由于和均可调,调节范围更宽,与串联型电容
2、三点式一样,使都几乎与无关
石英晶体振荡器(简称晶振)
石英晶体振荡器是一个特殊的LC振荡器,是一种高频振荡器。特点:频率稳定度极高。
*何谓频率稳定度?
频率稳定度是衡量频率相对变化量的值。频率相对变化量用表示。其大小取决于LC谐振回路的品质因素Q,Q值愈大,幅频特性曲线愈尖锐选频特性愈好,相对于谐振频率的频率变化量愈小,频率的稳定度愈高。指实际频率偏离振荡频率的大小。
一、石英晶体的特点
1、主要成分:
天然的石英晶体有六个侧面,呈六棱双角锥形。
经过适当的切割,可获得石英晶体薄片——晶片。
不同切向得到的晶片特性不同——固有谐振频率不同。
2、主要特性:压电效
3、应
①在晶片上加电场,晶片会产生机械变形,加交变电场,晶片会产生机械变形振动——机械振荡,同时,它的机械振荡又会产生交变电场。换句话说,晶片能实现电能和机械能的相互转换。这种能量转换的过程与LC并联谐振回路中:电感的磁场能与电容的电场能相互转换的情况相类似。晶片的这种物理特征称为“压电效应”。
②当外加交变电压的频率等于晶片的固有频率时,石英晶体振荡的振幅会突然增加,晶体呈现出纯电阻性质,损耗极小,Q值极高,这种现象称为“压电谐振”,所以石英晶体实际上是一种电——机械的谐振子。
3、电路符号及等效电路
电路符号:
中间表示石英晶片,晶片表面镀一层金属膜,焊上金属电极。其等效
4、电路分为静态等效电路和动态等效电路。
静态(加静电场)时:石英晶体相当于一个平板电容器,晶片相当于介质,金属膜相当于两个极板,等效电路为:
:晶体的静态电容,PF数量级
动态(加交变电场时)时:石英晶体相当于一个振荡电路,其等效电路为:
L:晶体电感,反映晶体的惯性,
C:晶体电容,反映晶体的弹性,
R:晶体的损耗电阻,几欧~几百欧。
分析:由于L很大,C、R很小,所以
这样大的值是一般的LC回路所做不到的。
4、两种谐振频率
从等效电路可以看出。
①串联谐振状态:谐振频率
②并联谐振状态:谐振频率
从数量级上看,,因此,和两个频率非常接近。
石英晶体的电抗——频率
5、特性曲线。
在频率区间内,晶体呈感性;
在其余的频率区间内,晶体呈容性。
二、石英晶体振荡器
因为石英晶体具有两种电抗特性,串联和并联。
1、并联型晶振
这类晶振的等效电路形式如上图,可以看出,这类晶振是将晶体作电感使用的,电路的振荡频率
式中 由于
即:振荡频率接近但略大于,所以石英晶体在电路中呈现感性阻抗。
2、串联型晶振
这类晶振中是利用晶体作反馈通路,晶体具有电容的性质,振荡器的振荡频率
由晶体的串联谐振频率所决定。只有当振荡回路的频率等于时,晶体的阻抗最小,且为纯电阻性质,引回到输入端的反馈量最大,且相移为0,对于以外频率信号,晶体的容抗增大,相移不为0,不满足自激振荡,可以说,晶体是一道准确选频的屏障。