晶体控制振荡器
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;; ; 大部分稳定且精确的反馈振荡器,P10V45C 都会在反馈回路中使用压电式晶体( crystal)来控制频率。
;;; 1.压电效应
;;; 石英是一种自然界中天然形成的结晶物质,具有一种称为压电效应( piezoelectric effect)的特性。当晶体受到变化机械应的影响而发生振动,因此产生电压的频率等于此机械振动的频率。相反地,当晶体两端施加交流电压,它会在该输入电压的频率下振动。在晶体的自然谐振频率下,会产生最强烈的振动现象,晶体的自然谐振频率由其实体尺寸,以及晶体的切割方式来决定。
;;; 一般来说,使用在电子电路中的晶体是由架在两个电极之间的石英薄芯片,以及用来密封晶体的保护外壳所构成,如图16.25(a)和16. 25(b)所示。晶体的线路符号如图16. 25(c)所示,而图16. 25(d)为晶体的等效RLC黾路。如同我们所看到的,晶体的等效电路是一个串并联的RLC电路,它可以利用串联谐振或并联谐振的方式来操作。在串联谐振频率下,感抗和Cs容抗相互抵消。剩余的串联电阻Rs决定了晶体的阻抗。并联谐振发生在感抗和并联电容的容抗Cm相等时。并联谐振频率通常比串联谐振频率至少多出lkHz。晶体的一个很大优点是它的Q值非常高(一般来说,Q值的大小约有数千之谱)。;;;;;;;;;;;;;;;;;;
;;; 使用晶体当作串联谐振槽电路的振荡器,如图16.26 (a)所示。晶体阻抗在串联谐振频率时具有最小值,因此能提供最大反馈量。晶体调谐电容器Cc可以将晶体的共振频率轻微地“拉”上或“拉”下,以“微调”振荡频率。
;;; 如图16. 26(b)所示,调整后的科耳皮兹电路将晶体当作并联谐振槽电路。晶体的阻抗在并联谐振时达到最大值,所以此时电容两端的电压为最大值。Cl两端的电压会反馈到输入端。;;;;;;;;;;;;;;;;;;;2.晶体的振荡模式
;;; 压晶体管的振荡模式有两种:基音( fundamental)或是泛音(overtone)。晶体的基音频率是它在自然谐振时的最低频率。基音频率与晶体的尺寸、切割形式和其他因素有关,而且和晶体切片的厚度成反比。因为晶体切片会断裂的缘故而不能切得太薄,所以基音频率会有上限。对大部分晶体而言,此上限小于20MHz。如果想要获得较高频率,则晶体必须在泛音模式下操作。泛音大约为基音频率的整数倍。泛音频率通常为基音的奇数倍(3、5、7…),但也不一定非如此不可。
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