石英晶體振蕩器的壓電效應(yīng)以及等效電路原理

將二氧化硅（SiO2）結(jié)晶體按一定的方向切割成很薄的晶片, 再將晶片兩個對應(yīng)的表面拋光和涂敷銀層, 并作為兩個極引出管腳, 加以封裝, 就構(gòu)成石英晶體諧振器。石英晶體諧振器, 簡稱石英晶體, 具有非常穩(wěn)定的固有頻率。下面CEOB2B晶振平臺要給大家介紹的是晶振的壓電效應(yīng)以及等效電路,石英晶體振蕩電路等.

1.壓電效應(yīng)和壓電振蕩

在石英晶體兩個管腳加交變電場時, 它將會產(chǎn)有利于一定頻率的機械變形, 而這種機械振動又會產(chǎn)生交變電場, 上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 一般情況下, 無論是機械振動的振幅, 還是交變電場的振幅都非常小。但是, 當交變電場的頻率為某一特定值時, 振幅驟然增大, 產(chǎn)生共振, 稱之為壓電振蕩。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率, 也稱諧振頻率。

2.石英晶體的等效電路和振蕩頻率

石英晶體的等效電路，當石英晶振晶體不振動時, 可等效為一個平板電容C0, 稱為靜態(tài)電容；其值決定于晶片的幾何尺寸和電極面積, 一般約為幾到幾十皮法。當晶片產(chǎn)生振動時, 機械振動的慣性等效為電感L, 其值為幾毫亨。貼片晶振,石英晶體晶片的彈性等效為電容C, 其值僅為0.01到0.1pF, 因此, CL數(shù)值很大, 所以Q值高達104~106。 頻率穩(wěn)定度Δf/f0可達10-6~10-8, 采用穩(wěn)頻措施后可達10-10~10-11。而LC振蕩器的Q值只能達到幾百, 頻率穩(wěn)定度只能達到10-5。

二、石英晶體正弦波振蕩電路

1.并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路

如果用石英晶體取代LC振蕩電路中的電感, 就得到并聯(lián)型石英晶體振蕩器,石英晶體正弦波振蕩電路,電路的振蕩頻率等于石英晶體的并聯(lián)諧振頻率。

2.串聯(lián)型石英晶體振蕩電路

串聯(lián)型石英晶體振蕩電路晶振，電容Cb為旁路電容, 對交流信號可視為短路.電路的第一級為共基放大電路, 第二級為共集放大電路。 若斷開反饋, 給放大電路加輸入電壓是, 極性上“+”下“-”；則T1管集電極動態(tài)電位為“+”, T2管的發(fā)射極動態(tài)電位也為“+”。 只有在石英貼片晶振,水晶振蕩子,石英晶體呈純阻性, 即產(chǎn)生串聯(lián)諧振時, 反饋電壓才與輸入電壓同相, 電路才滿足正弦波振蕩的相位平衡條件。 所以電路的振蕩頻率為石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fS。調(diào)整Rf的阻值, 可使電路滿足正弦波振蕩的幅值平衡條件。【更多詳情】

石英晶體振蕩器的壓電效應(yīng)以及等效電路原理

將二氧化硅（SiO2）結(jié)晶體按一定的方向切割成很薄的晶片, 再將晶片兩個對應(yīng)的表面拋光和涂敷銀層, 并作為兩個極引出管腳, 加以封裝, 就構(gòu)成石英晶體諧振器。石英晶體諧振器, 簡稱石英晶體, 具有非常穩(wěn)定的固有頻率。下面CEOB2B晶振平臺要給大家介紹的是晶振的壓電效應(yīng)以及等效電路,石英晶體振蕩電路等.

1.壓電效應(yīng)和壓電振蕩

在石英晶體兩個管腳加交變電場時, 它將會產(chǎn)有利于一定頻率的機械變形, 而這種機械振動又會產(chǎn)生交變電場, 上述物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。 一般情況下, 無論是機械振動的振幅, 還是交變電場的振幅都非常小。但是, 當交變電場的頻率為某一特定值時, 振幅驟然增大, 產(chǎn)生共振, 稱之為壓電振蕩。這一特定頻率就是石英晶體的固有頻率, 也稱諧振頻率。

2.石英晶體的等效電路和振蕩頻率

石英晶體的等效電路晶振，當石英晶振晶體不振動時, 可等效為一個平板電容C0, 稱為靜態(tài)電容；其值決定于晶片的幾何尺寸和電極面積, 一般約為幾到幾十皮法。當晶片產(chǎn)生振動時, 機械振動的慣性等效為電感L, 其值為幾毫亨。貼片晶振,石英晶體晶片的彈性等效為電容C, 其值僅為0.01到0.1pF, 因此, CL數(shù)值很大, 所以Q值高達104~106。 頻率穩(wěn)定度Δf/f0可達10-6~10-8, 采用穩(wěn)頻措施后可達10-10~10-11。而LC振蕩器的Q值只能達到幾百, 頻率穩(wěn)定度只能達到10-5。

二、石英晶體正弦波振蕩電路

1.并聯(lián)型石英晶體正弦波振蕩電路

如果用石英晶體取代LC振蕩電路中的電感, 就得到并聯(lián)型石英晶體振蕩器,石英晶體正弦波振蕩電路,電路的振蕩頻率等于石英晶體的并聯(lián)諧振頻率。

2.串聯(lián)型石英晶體振蕩電路

串聯(lián)型石英晶體振蕩電路，電容Cb為旁路電容, 對交流信號可視為短路.電路的第一級為共基放大電路, 第二級為共集放大電路。 若斷開反饋, 給放大電路加輸入電壓是, 極性上“+”下“-”；則T1管集電極動態(tài)電位為“+”, T2管的發(fā)射極動態(tài)電位也為“+”。 只有在石英貼片晶振,水晶振蕩子,石英晶體呈純阻性, 即產(chǎn)生串聯(lián)諧振時, 反饋電壓才與輸入電壓同相, 電路才滿足正弦波振蕩的相位平衡條件。 所以電路的振蕩頻率為石英晶體的串聯(lián)諧振頻率fS。調(diào)整Rf的阻值, 可使電路滿足正弦波振蕩的幅值平衡條件。【更多詳情】

文章由啟和科技編輯