石英晶体振荡器简介.doc
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石英晶体振荡器简介石英谐振器简称为晶振,它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动,当交变电场的频率与田英晶体的固有频率相同时,振动便变得很强烈,这就是晶体谐振特性的反应。利用这种特性,就可以用石英谐振器取代LC(线圈和电容)谐振回路、滤波器等。由于石英谐振器具有体积小、重量轻、可靠性高、频率稳定度高等优点,被应用于家用电器和通信设备中。晶体稳频的多谐振荡器:为了得到频率比较稳定的信号,需要晶体稳频形式有多种,但单反相器方式最为简单,也最常用,许多MCU都用这种形式石英谐振器按引出电极情况来分有双电极型、三电极型和双对电极型几种。图l为双电极型石英谐振器的外形,尽管它们的体积有大有小、固有振荡频率有高有低,但在电路图中均用图1(b)符号表示。三电极型和双对电极型石英谐振器的符号见图。2。石英谐振器因具有极高的频率稳定性,故主要用在要求频率十分稳定的振荡电路中作谐振元件,如彩电的色副载波振荡器、电子钟表的时基振荡器及游戏机中的时钟脉冲振荡器等,石英晶体成本较高,故在要求不太高的电路中一般采用陶瓷谐振元件。PXO工作原理放大网络-----对所加的信号进行放大;反馈网络------相位校正网络PXO基本工作原理的功能图振荡电路的两项条件:<1>电路的闭环增益必须等于1,这可以通过放大器网络的自限幅特性实现;<2>围绕电路的网络相移量必须等于2πn,通常n为1或2。VCXO工作原理VCX由石英谐振器、变容二极管和振荡电路组成,通过控制变容二极管的电压来改变变容二极管的电容,从而“牵引”石英谐振器的频率,以达到频率调制的目的。技术规范:控制电压–交流信号时,也称调制电压压控范围-电压变化范围内的频率变化量压控极性–随电压的增加而上升的极性为“+”,反之为“-”线性度-频率偏移(error)与压控范围的比例TCXO工作原理基本上是一个VCXO和温度补偿网络构成,补偿网络有热敏电阻等组成,通过调节不同温度下变容二级管的电压来改变晶体的负载,从而调整晶体的频率。变容二极管反向电压的温度特性控制方法:----1~3个热敏电阻构成的网络----数字逻辑器件或微处理器依据写入memory中的晶体的F/T特性值,计算并通过D/A器件发出。0.1PPM的准确度可以达到,但1PPM是批量生产的分水岭。TCXO工作基本工作原理石英晶体振荡器特点􀁺在振荡频率上,闭合回路的相移为2nπ。􀁺当开始加电时,电路中唯一的信号是噪声。满足振荡相位条件的频率噪声分量以增大的幅度在回路中传输,增大的速率由附加分量,即小信号,回路益增和晶体网络的带宽决定。􀁺幅度继续增大,直到放大器增益因有源器件(自限幅)的非线性而减小或者由于某一自动电平控制而被减小。􀁺在稳定状态下,闭合回路的增益为1。