晶体振荡器与压控振荡器

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有关晶振的知识详解

晶振的工作原理是什么？ [标签：电子资料]石英晶体若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应，晶振就是根据压电效应研制而成。

如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC回路的谐振现象十分相似。

它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

提问者：bangbanghoutai浏览次数：1539 提问时间：2007-12-08 15:55姓名：帮帮笔名：bangbanghoutai等级：副连长 (三级)回答数： 6395 次通过率： 43.47%主营行业：精细化学品公司：擅长领域：阿里旺旺雅虎实战案例答案收藏答案收藏答案分享给好友最新回答者：woyige等级：列兵 (一级)回答的其他贡献者：woyige>>目录∙1、石英晶体振荡器的结构∙2、压电效应∙3、符号和等效电路∙4、谐振频率∙5、石英晶体振荡器类型特点∙6、石英晶体振荡器的主要参数∙7、石英晶体振荡器的发展趋势∙8、石英晶体振荡器的应用1、石英晶体振荡器的结构编辑本段石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。

其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。

2、压电效应编辑本段若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。

反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应。

晶振的工作原理解析

晶振的工作原理一、什么是晶振?晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。

晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号.晶振是晶体振荡器的简称。

它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。

在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。

高级的精度更高。

有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。

晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。

数字电路的工作是根据电路设计，在某个时刻专门完成特定的任务，如果没有一个时序控制的标准时刻，整个数字电路就会成为“聋子”，不知道什么时刻该做什么事情了。

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。

通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。

有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。

如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

电路中，为了得到交流信号，可以用RC、LC谐振电路取得，但这些电路的振荡频率并不稳定。

在要求得到高稳定频率的电路中，必须使用石英晶体振荡电路。

石英晶体具有高品质因数，振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后，振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10^ (-11)。

广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。

石英晶振不分正负极, 外壳是地线，其两条不分正负二、晶振的使用晶振，在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。

由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

晶振简介（OCXO恒温、

晶振简介（OCXO恒温、 MCXO数补、VCXO压控、VCTCXO、VCOCXO）各种晶振简介1. 普通晶振Packaged Crystal Oscillator（PXO）：是⼀种没有采取温度补偿措施的晶体振荡器，在整个温度范围内，晶振的频率稳定度取决于其内部所⽤晶体的性能，频率稳定度在10-5量级，⼀般⽤于普通场所作为本振源或中间信号，是晶振中最廉价的产品。

2. 温补晶振Temperature Compensated Crystal Oscillator（TCXO）：是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进⾏补偿，以达到在宽温温度范围内满⾜稳定度要求的晶体振荡器。

⼀般模拟式温补晶振采⽤热敏补偿⽹络。

补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级，由于其良好的开机特性、优越的性能价格⽐及功耗低、体积⼩、环境适应性较强等多⽅⾯优点，因⽽获⾏了⼴泛应⽤。

3. 压控晶振Voltage Controlled Crystal Oscillator（VCXO）：是⼀种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器，主要⽤于锁相环路或频率微调。

压控晶振的频率控制范围及线性度主要取决于电路所⽤变容⼆极管及晶体参数两者的组合 4. 恒温晶振Oven Controlled Crystal Oscillator（OCXO）：采⽤精密控温，使电路元件及晶体⼯作在晶体的零温度系数点的温度上。

中精度产品频率稳定度为10-7~10-8，⾼精度产品频率稳定度在10-9量级以上。

主要⽤作频率源或标准信号 5. 电压控制－温补晶体振荡器（VCTCXO）温度补偿晶体振荡器和电压控制晶体振荡器结合。

6. 电压控制－恒温晶体振荡器（VCOCXO）恒温晶体振荡器和电压控制晶体振荡器结合。

晶振的应⽤：晶体振荡器被⼴泛应⽤到军、民⽤通信电台，微波通信设备，程控电话交换机，⽆线电综合测试仪，BP机、移动电话发射台，⾼档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。

射频电路工作原理

射频电路工作原理射频电路是指工作频率高于数十千赫兹的电路，广泛应用于通信、雷达、无线电等领域。

其工作原理主要包括射频信号的产生、放大、调制和传输等过程。

一、射频信号的产生射频信号的产生通常使用射频振荡器来实现。

射频振荡器是一种能够稳定产生特定频率的电路。

常见的射频振荡器有晶体振荡器、压控振荡器等。

晶体振荡器利用晶体的谐振特性来产生稳定的射频信号，而压控振荡器则通过改变电压来调节输出频率。

二、射频信号的放大射频信号通常需要经过放大器进行增强，以便能够传输到远距离。

射频放大器一般采用晶体管、场效应管等器件构成。

当射频信号经过放大器时，放大器会根据输入信号的强弱来调节输出信号的幅度。

三、射频信号的调制射频信号的调制是为了在信号传输过程中携带信息。

常见的调制方式有幅度调制（AM）、频率调制（FM）、相位调制（PM）等。

幅度调制是根据调制信号的幅度改变射频信号的幅度，频率调制是根据调制信号的频率改变射频信号的频率，相位调制则是根据调制信号的相位改变射频信号的相位。

四、射频信号的传输射频信号的传输通常使用天线来实现。

天线是将电信号转换为电磁波并进行辐射的设备。

射频信号经过天线辐射后，可以在空间中传播，被接收器接收到并解调还原为原始信号。

射频电路的工作原理可以简单地概括为信号的产生、放大、调制和传输过程。

在实际应用中，射频电路还可能包含滤波器、混频器、功率放大器、解调器等组件，以满足不同的要求。

例如，滤波器可以用来去除信号中的杂散频率成分，混频器可以将不同频率的信号进行转换，功率放大器可以增强信号的输出功率，解调器可以将调制过的信号还原为原始信号。

射频电路的工作原理是通过射频信号的产生、放大、调制和传输过程来实现信号的传输和处理。

在不同的应用领域中，射频电路扮演着重要的角色，为无线通信、雷达探测等提供了可靠的技术支持。

通过不断的研究和创新，射频电路的性能和可靠性将得到进一步提升，为人们的生活和工作带来更多便利和效益。

射频源原理

射频源原理射频源是无线通信系统中的重要组成部分，它负责产生和发射射频信号。

射频源的原理涉及到射频信号的产生、放大和调制等过程。

本文将围绕射频源原理展开阐述，介绍射频源的工作原理和相关技术。

一、射频信号的产生射频信号的产生依赖于振荡器的工作。

振荡器是一种电路，能够产生稳定的射频信号。

常用的振荡器有晶体振荡器和压控振荡器等。

晶体振荡器利用晶体的谐振特性产生稳定的射频信号，而压控振荡器则通过改变电压来调节输出频率，可以实现频率的调谐。

二、射频信号的放大为了满足通信系统的要求，射频信号需要经过放大器进行放大。

放大器是一种电子器件，能够将输入信号的功率放大到一定的水平。

常用的射频放大器有功率放大器和低噪声放大器等。

功率放大器主要用于将射频信号的功率放大到足够的水平，以保证信号在传输过程中不会衰减过大。

低噪声放大器则用于增加射频信号的信噪比，以提高通信系统的接收灵敏度。

三、射频信号的调制射频信号的调制是为了将信息信号转换成射频信号，以便在无线通信中传输。

常用的射频调制技术有幅度调制、频率调制和相位调制等。

幅度调制是通过改变射频信号的幅度来传输信息；频率调制是通过改变射频信号的频率来传输信息；相位调制则是通过改变射频信号的相位来传输信息。

这些调制技术可以根据具体的通信系统要求来选择和应用。

四、射频信号的辅助处理在射频源中，还会进行一些辅助处理来保证信号的质量和稳定性。

常见的辅助处理技术有频率合成、频率稳定和频率分割等。

频率合成是指将多个不同频率的射频信号合成成一个复合信号，以满足特定的通信要求；频率稳定是通过使用稳定的参考信号来保证射频信号的稳定性；频率分割则是将射频信号按照不同的频率范围进行分割，以便在不同的频段进行传输和处理。

射频源的原理涉及到射频信号的产生、放大和调制等过程。

通过振荡器产生稳定的射频信号，放大器将信号功率放大到合适的水平，调制器将信息信号转换成射频信号，辅助处理保证信号的质量和稳定性。

这些原理和技术的应用使得射频源成为现代无线通信系统中不可或缺的组成部分。

vco压控振荡器工作原理

vco压控振荡器工作原理
VCO压控振荡器是集成电路中常见的一种电路，它具有频率可调的特点，被广泛应用于电子通信、雷达、微波仪器等领域。

VCO压控振荡器的工作原理是基于反馈电路的振荡原理，它由振荡器核心电路和控制电路两部分组成。

振荡器核心电路通常采用LC振荡电路或晶体振荡电路，其中LC振荡电路由电感和电容组成，晶体振荡电路则是利用石英晶体的谐振性质产生的一种振荡信号。

这些振荡电路都能够产生一个稳定的固定频率的信号。

控制电路则是通过外部的电压控制振荡器核心电路的频率，从而实现频率可调。

VCO压控振荡器的控制电路通常由一个输入电压和一个电压控制电容组成。

当输入电压变化时，电压控制电容的容值也会相应地发生变化，从而改变振荡电路的共振频率，实现频率可调。

在实际应用中，VCO压控振荡器通常还需要加一个稳压电路，以确保输入电压的稳定性。

稳压电路通常由稳压芯片和滤波电路组成，能够有效地消除输入电压中的噪声和干扰信号，从而保证VCO压控振荡器的稳定性和可靠性。

VCO压控振荡器是一种基于反馈电路的振荡器，通过外部电压的控
制实现频率可调，广泛应用于电子通信、雷达、微波仪器等领域。

在实际应用中，还需要加入稳压电路以确保电路的稳定性和可靠性。

晶体管振荡器与压控振荡器实验心得

晶体管振荡器与压控振荡器实验心得首先，我进行了晶体管振荡器的实验。

晶体管振荡器是利用晶体管的放大特性和反馈原理实现的，其主要组成部分为晶体管、电感、电容和电阻等元件。

在构建振荡器电路时，我需要根据晶体管的工作参数选择合适的电感、电容和电阻值，以达到所需的振荡频率和稳定性。

在实验中，我首先调整电路中的元件参数，使得整个电路处于极限稳定状态。

然后，我给电路加上适当的直流电源，通过调整电源电压和电流的大小，使得晶体管工作在合适的工作点附近。

这样，我就实现了一个稳定的振荡器电路。

实验中，我还观察到晶体管振荡器的输出信号，并使用示波器进行测量和分析。

我熟悉了示波器的操作方法，正确设置了示波器的扫描速度和垂直灵敏度，以获得清晰的波形图。

通过观察波形，我可以判断振荡器的频率、幅度和稳定性是否符合预期。

在调整振荡器频率时，我注意到改变电路中的电感和电容值会对振荡器的频率产生影响。

我通过增大或减小电感和电容的数值，来调整振荡器的频率，使其符合预期要求。

同时，我还了解到电路中的电阻对振荡器的阻尼效果起到重要作用。

通过调整电阻的大小，我可以改变振荡器的阻尼程度，从而得到不同形态的振荡信号。

另一方面，我进行了压控振荡器的实验。

压控振荡器是一种利用压控元件来调节振荡频率的电路。

压控振荡器的基本结构与晶体管振荡器类似，但其中的电阻被压控元件取代。

在实验过程中，我使用压敏电阻、电容和电感等元件来构建压控振荡器电路。

与晶体管振荡器不同，压控振荡器的频率是通过改变压控元件的电压来调节的。

在实验中，我使用函数信号发生器提供变化的直流电压，并通过改变电压大小来调节振荡器的频率。

我同时观察到了振荡器的输出信号，并使用示波器进行测量和分析。

通过实验数据的收集和分析，我对压控振荡器的频率特性和稳定性有了更深入的理解。

总之，通过晶体管振荡器和压控振荡器的实验，我对这两种振荡器的工作原理和特性有了更深入的了解。

我掌握了实验操作技能，并了解了振荡器的调节方法和影响因素。

通信电路(第四版) 第4章

并联谐振回路中自由振荡衰减的原因在于损耗电阻的存在。
若回路无损耗, 即Ｒe0→∞, 则衰减系数α→０, 由式（4．2．1）
可知, 回路两端电压变化将是一个等幅正弦振荡。由此可以产生一个设想, 如果采用正反馈的方法, 不断地适时给回路补充能
量, 使之刚好与Ｒe0上损耗的能量相等, 那么就可以获得等幅的
一个反馈振荡器必须满足三个条件：起振条件（保证接通电源后能逐步建立起振荡）, 平衡条件（保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态）和稳定条件（保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏）。
图 4.2.3 反馈振荡器的组成
１. 起振过程与起振条件
在图4.2.3所示闭合环路中, 在×处断开, 并定义环路增益
根据所产生的波形不同, 可将振荡器分成正弦波振荡器和非正弦波振荡器两大类。前者能产生正弦波, 后者能产生矩形波、三角波、锯齿波等。本章仅介绍正弦波振荡器。
常用正弦波振荡器主要由决定振荡频率的选频网络和维持振荡的正反馈放大器组成, 这就是反馈振荡器。按照选频网络所采用元件的不同, 正弦波振荡器可分为ＬＣ振荡器、ＲＣ振荡器和晶体振荡器等类型。其中ＬＣ振荡器和晶体振荡器用于产生高频正弦波, ＲＣ振荡器用于产生低频正弦波。正反馈放大器既可以由晶体管、场效应管等分立器件组成, 也可以由集成电路组成, 但前者的性能可以比后者做得好些, 且工作频率也可以做得更高。本章介绍高频振荡器时以分立器件为主, 介绍低频振荡器时以集成运放为主。
T( )
Uf Ui
AF
其中
A&
U&o U&i
,
F&
U&f U&o
(4.2.2)
其中Uf , Ui , A , F分别是反馈电压、输入电压、主

不同晶振分类

晶振分类1.陶瓷晶振陶瓷晶振是属于压电材料频率元件，常规分为两种压电材料，1）压电陶瓷材料，2）压电石英材料。

陶瓷晶振别名又叫陶振；在中国晶振厂家经常这样叫法。

陶瓷晶振是根据他内部的芯片采用的“压电陶瓷芯片材料”而得名，封装一般采取塑封外形尺寸为7.5*9*3.5（单位：毫米），代表产品：455KHZ系列；还有一种是采取环氧树脂和酚醛混合物作为包封材料，经过高温固化形成为硬质陶瓷材料的外壳，一般为棕色和蓝色，代表产品：ZTT4.0MHZ。

频率精度按照国际通用标准表示为：千分之三和千分之五2.石英晶振石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器，俗称晶振。

起产生频率的作用，具有稳定，抗干扰性能良好的特性，广泛应用于各种电子产品中。

3.硅晶振MEMS振荡器，俗称：硅晶振。

是一种采用半导体标准半导体工艺制程，将先进的MEMS 微机电系统（Micro-Electro-Mechanical System）与CMOS电路技术相结合的高性能全硅时钟频率元件，彻底解决有人工大量参与生产的石英振荡器稳定性不高，频率有限，尺寸较大，品质一致性差，易停振、不起振、温漂大、备货时间长，并且受材料特性限制产能等一系列问题。

2.1石英晶振2.1.1有源晶振在电子学上，通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等)，而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。

电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振的英文名称不同，无源晶振为crystal(晶体)，而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。

无源晶振是有2个引脚的无极性元件，需要借助于时钟电路才能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚，是一个完整的振荡器，其中除了石英晶体外，还有晶体管和阻容元件，因此体积较大。

石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日，甚至10^-11。

例如10MHz的振荡器，频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。

《压控振荡器设计》课件

设计软件与工具
制版软件
用于绘制电路板图，如 AutoCAD、Eagle等。
仿真软件
用于方案设计和电路仿真，如Multisim、SPICE等。
调试工具
用于测试和调试电路，如示波器、信号发生器等。
文档编写软件
用于整理技术文档，如 Microsoft Office系列软件等。
03
压控振荡器的性能分析
性关系。
相位噪声测试结果
在100MHz偏移处，相位噪声为90dBc/Hz，表现出良好的性能。
温度稳定性测试结果
在-55℃至85℃的温度范围内，压控振荡器的频率变化小于±2MHz，表现出良好的温度稳定性。
06
压控振荡器的应用案例
应用场景一：无线通信系统
总结词
无线通信系统是压控振荡器最广泛的应用领域之一，用于产生和调节信号频率。
详细描述
在无线通信系统中，压控振荡器作为关键元件，用于生成和调节信号频率。它可以根据外部电压或控制信号的变化来改变输出信号的频率，从而实现信号的调制和解调。
应用场景二：雷达系统
总结词
雷达系统利用压控振荡器产生高频电磁波，用于目标探测和定位。
详细描述
雷达系统通过发射和接收高频电磁波来探测目标并确定其位置。压控振荡器在雷达系统中作为发射信号的源，其输出信号的频率和相位可以通过外部控制信号进行调节，以满足不同探测需求。
优化策略
减小元件误差
选用高精度元件，减小误差对振荡器性能的影响。
优化电路布局
合理布置元件位置，减小分布参数对振荡器性能的影响。
调整元件参数
根据测试结果，对元件参数进行适当调整，优化振荡器性能。
采用负反馈技术

晶振知识

晶振知识晶振有着不同使用要求及特点，通分为以下几类：普通晶振、温补晶振、压控晶振、温控晶振等。

在测试和使用时所供直流电源应没有足以影响其准确度的纹波含量，交流电压应无瞬变过程。

测试仪器应有足够的精度，连线合理布置，将测试及外围电路对晶振指标的影响降至最低。

以下内容将逐项为您解答有关晶振的相关知识。

基本概述晶振全称为晶体振荡器，其作用在于产生原始的时钟频率，这个频率经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。

以声卡为例，要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样，频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。

如果需要对这两种音频同时支持的话，声卡就需要有两颗晶振。

但是娱乐级声卡为了降低成本，通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz，但是SRC会对音质带来损害，而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。

晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。

这种晶体有一个很重要的特性，如果给它通电，它就会产生机械振荡，反之，如果给它机械力，它又会产生电，这种特性叫机电效应。

他们有一个很重要的特点，其振荡频率与他们的形状，材料，切割方向等密切相关。

由于石英晶体化学性能非常稳定，热膨胀系数非常小，其振荡频率也非常稳定，由于控制几何尺寸可以做到很精密，因此，其谐振频率也很准确。

根据石英晶体的机电效应，我们可以把它等效为一个电磁振荡回路，即谐振回路。

他们的机电效应是机-电-机-电..的不断转换，由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。

在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。

由于石英晶体的损耗非常小，即Q值非常高，做振荡器用时，可以产生非常稳定的振荡，作滤波器用，可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。

主要参数晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称不同，无源晶振为crystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。

晶振的压控效应

晶振的压控效应压控晶振（VCXO）是通过红外加控制电压使振荡效率可变或是可以调制的石英晶体振荡器，其振荡频率由晶体决定，可用控制电压在小范围内进行频率调整。

VCXO大多用于锁相技术、频率负反馈调制的目的。

控制电压范围一般为0V至2V或0V至3V。

VCXO的调谐范围为±100ppm至±200ppm。

压控晶振构成及原理压控晶振主要由石英谐振器、变容二极管和振荡电路组成，其工作原理是通过控制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。

VCXO 大多用于锁相技术、频率负反馈调制的目的。

压控晶振中常使用AT 切石英谐振器，通过在振荡回路中引入一个可调元件，来实现振荡频率随压控电压调节的功能。

可调元件通常为变容二极管。

变容管是一种电容可以随着外加电压而改变电容值的元件，通过改变加在变容管上的电压，使得石英谐振器的负载电容发生变化，从而谐振回路的谐振频率随之变化，达到压控的目的。

用外加电压对晶振的频率进行控制,这就是压控晶振, 压控频偏和压控线性是压控晶振要解决的2 个主要问题, 下面介绍的一种压控晶振,中心频率为2 . 048 MHz/2V ,压控频偏为100 ppm∕( 2V ±2V),频率稳定度为 5 ×10-6/ ( 0 ~ 70 ℃), 输出波形为方波,体积为20mm×13mm ×8mm 。

压控晶振特点石英晶体振荡器是由品质因素极高的石英晶体振子（即谐振器和振荡电路组成。

晶体的品质、切割取向、晶体振子的结构及电路形式等，共同决定振荡器的性能。

压控晶体振荡器具有以下特点：（1）低抖动或低相位噪声：由于电路结构、电源噪声以及地噪声等因素的影响，VCO 的输出信号并不是一个理想的方波或正弦波，其输出信号存在一定的抖动，转换成频域后可以看出信号中心频率附近也会有较大的能量分布，即是所谓的相位噪声。

VCO输出信号的抖动直接影响其他电路的设计，通常希望VCXO的抖动越小越好。

频率可调振荡器原理

频率可调振荡器原理频率可调振荡器是一种广泛应用于电子电路中的重要设备，它能够产生具有可调频率的信号。

频率可调振荡器在通信系统、广播电视、无线电、雷达等领域具有重要的应用价值。

本文将介绍频率可调振荡器的原理及其工作方式。

一、频率可调振荡器的基本原理频率可调振荡器的基本原理是利用反馈回路来实现正反馈条件，从而产生自激振荡。

其基本结构包括振荡器核心电路和频率调节电路两部分。

振荡器核心电路一般采用放大器和反馈网络构成，其中放大器负责提供放大功能，反馈网络则实现信号的反馈。

当反馈信号满足特定条件时，正反馈将导致振荡器产生连续的振荡信号。

频率调节电路用于调节振荡器的频率。

常见的频率调节电路包括电容调谐电路、电感调谐电路和电子开关调谐电路等。

通过调节这些电路中的参数，可以改变振荡器的频率。

二、频率可调振荡器的工作方式频率可调振荡器的工作方式主要包括负反馈和正反馈两种模式。

1. 负反馈模式在负反馈模式下，振荡器的输出信号经过一个反相放大器，并通过反馈回路返回到输入端，形成负反馈。

负反馈通过抑制放大器的增益，使振荡器的输出稳定在特定频率上。

2. 正反馈模式在正反馈模式下，振荡器的输出信号经过一个非反相放大器，并通过反馈回路返回到输入端，形成正反馈。

正反馈通过放大器的增益，使振荡器的输出放大并不断增长，从而产生连续的振荡信号。

三、常见的频率可调振荡器类型根据振荡器的工作原理和频率调节方式，常见的频率可调振荡器类型包括LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器和压控振荡器等。

1. LC振荡器LC振荡器是一种使用电感和电容构成的振荡电路，通过调节电感和电容的数值可以改变振荡器的频率。

LC振荡器具有频率范围广、输出信号稳定等优点，常用于无线电和通信系统中。

2. RC振荡器RC振荡器是一种使用电阻和电容构成的振荡电路，通过调节电阻和电容的数值可以改变振荡器的频率。

RC振荡器具有结构简单、成本低等优点，常用于低频振荡器中。

3. 晶体振荡器晶体振荡器是一种利用晶体振荡原理产生稳定频率的振荡器。

(整理)晶振的作用与原理

晶振的作用与原理一，晶振的作用(1)晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal，它是时钟电路中最重要的部件，它的主要作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率，它就像个标尺，工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定，自然容易出现问题。

(2)晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号.晶振是晶体振荡器的简称。

它用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作，以提供稳定，精确的单频振荡。

在通常工作条件下，普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。

高级的精度更高。

有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率，称为压控振荡器（VCO）。

(3)晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。

(4)晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。

通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。

有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用，以提供系统所需的时钟频率。

如果不同子系统需要不同频率的时钟信号，可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

(5)电路中，为了得到交流信号，可以用RC、LC谐振电路取得，但这些电路的振荡频率并不稳定。

在要求得到高稳定频率的电路中，必须使用石英晶体振荡电路。

石英晶体具有高品质因数，振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后，振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10^(-11)。

广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。

石英晶振不分正负极, 外壳是地线，其两条不分正负二，晶振的原理；石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本结构大致是从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。

高频振荡器

一个分频周期，fin信号同时送6为÷A吞除计数器和10位÷N程序计数器，两计数器同时从A和N减1计数。A个脉冲后，A减到0，N减到N-A，MC置高。再来N-A 个脉冲，N减到0，MC置低。双模预置分频器MC12017分频比为64/65，受MC控制，MC为高，64分频，MC 为低，65分频。一个计数周期中，双模输入与吞脉冲输出分频比 M=A(64+1)+(N-A)64=64N+A
T1、T2构成第三个反相器，控制电压VC可改变T3的静态工作点，改变流过T1、T2的电流，调节输出频率。
寄生振荡和间歇振荡
振荡电路中出现了振荡频率以外的其它振荡频率。应尽量抑制或消除寄生振荡。一般采用破坏振荡条件法。低频寄生振荡：射频线圈、隔直电容、耦合电容高频寄生振荡：元器件寄生参数引起，缩短器件引线长度稳幅电路不能即时跟上信号幅度的变化速率，导致振荡幅度调节过度。环路增益太高使起振过程中振幅迅速升高，稳幅电路时间常数较大使幅度调节功能滞后，导致间歇性工作。减小环路增益、减小耦合电容和旁路电容容量可抑制间歇振荡。
2.电路与波形 2.电路与波形
f0 =
1 2nτ d
级数n越少，延迟越小，振荡频率越高，噪声越小
环形振荡器构成VCO 环形振荡器构成VCO
反相器中，时间延迟τd是对输出的等效电容充电造成。因此，减小电路的寄生参数可减小充电时间，提高振荡频率。充电中电压变化过程除与寄生电容有关，与充电电流也有关系。提高充电电流，可在更短的时间内达到预定电压，提高振荡频率。因此，改变充电电流（Q点）可改变振荡频率。
2.技术指标 2.技术指标
变容二极管电路
Cj
单个变容管
CS L CP
R
VC

实验三晶体振荡器与压控振荡器

实验三晶体振荡器与压控振荡器一、实验目的1．掌握晶体振荡器与压控振荡器的基本工作原理。

2．比较LC 振荡器和晶体振荡器的频率稳定度。

二、实验内容1．熟悉振荡器模块各元件及其作用。

2．分析与比较LC 振荡器与晶体振荡器的频率稳定度。

3．改变变容二极管的偏置电压，观察振荡器输出频率的变化。

三、基本原理信号流程：Q3振荡至Q2跟随至Q1谐振选频放大输出；调频W1（压控调谐，电调谐），调幅W21．晶体振荡器：将开关2S 的2拨下（断开）、1拨上，1S 全部断开（拨下），由3Q 、13C 、20C 、晶体CRY1与10C 构成晶体振荡器（皮尔斯振荡电路），在振荡频率上晶体等效为电感。

2．压控振荡器（VCO ）：将1S 的1或2拨上，2S 的1拨下、2拨上（不接CRY1石英晶体），则变容二极管1D 、2D 并联在电感2L 两端。

当调节电位器W1时，1D 、2D 两端的反向偏压随之改变，从而改变了1D 和2D 的结电容C j ，也就改变了振荡电路的等效电容，使振荡频率发生变化。

其交流等效电路如图3-2所示。

输图3-2 压控振荡器交流等效电路图3．晶体压控振荡器开关1S 的1接通或2接通，2S 的1接通，就构成了晶体压控振荡器。

四、实验步骤1．将电路接成LC 振荡器，在室混温下记下振荡频率、振荡幅度于表3-1（示波器接于J1处）。

S 1关，2S 交替接通2（LC 振荡器）和1（晶体振荡器），或S2的1、2都通，并将数据2．两种压控振荡器的频率变化范围1) 将电路连接成压控振荡器，示波器接于J1，直流电压表（万用表）接于TP3。

2）将W1从低阻值、中阻值到高阻值位置，分别将变容二极管的反向偏置电压（万用表测）、输出频率和输出电压记于下表3-2中。

3．将电路改接成晶体压控振荡器，重复上述实验，并将结果记于下表3-2中。

4．在晶体压控振荡器电路的基础上，将2L 并接于晶体两端，但需将CC1断开或置于容量最小位置。

压控振荡器原理和应用说明

压控振荡器原理和应用说明压控振荡器（Voltage-Controlled Oscillator，简称VCO）是一种电子设备，能够根据输入的电压信号产生相应频率的输出信号。

它是现代电子通信系统中非常重要的组成部分，广泛应用于无线通信、雷达、频率合成器、音频合成器等领域。

振荡器核心一般采用谐振电路，常见的有RC振荡器、LC振荡器和晶体振荡器等。

在振荡器核心中，RC振荡器是一种简单且常见的设计，它由一个放大器和一个RC网络组成。

当输入电压增加时，RC网络的时间常数会改变，从而导致振荡器的频率发生变化。

控制电路主要实现输入电压和振荡器频率之间的映射关系。

一般来说，输入电压和振荡器频率呈线性关系，即输入电压越高，振荡器的频率越高。

控制电路通常由比较器、放大器和滤波器等组成，用于将输入电压转换为振荡器核心所需的电压信号。

输出电路用于将振荡器核心产生的高频信号转换为可用的输出信号。

输出电路一般包括放大器、滤波器和限幅器等，根据具体应用需求进行设计。

压控振荡器有广泛的应用。

首先，它可以用于频率合成器中，通过调节输入电压可以实现不同频率的输出信号，用于调制解调器、无线电系统等。

其次，压控振荡器在无线通信系统中扮演重要角色，用于产生载波信号、调制信号等。

此外，压控振荡器还可以用于雷达系统中，用于产生雷达信号和控制雷达的工作频率。

另外，压控振荡器还可以用于音频频率合成器中，用于音频合成和音乐合成等。

总结来说，压控振荡器是一种根据输入电压产生相应频率的输出信号的电子设备。

它的工作原理是通过调节输入电压来改变振荡器的频率。

压控振荡器在无线通信、雷达、频率合成器和音频合成器等领域有着广泛的应用。

压控晶体振荡器原理

压控晶体振荡器原理压控晶体振荡器（Voltage Controlled Crystal Oscillator，简称VCXO）是一种精密的频率控制电路，它利用压电效应来控制晶体振荡器的频率。

本文将介绍VCXO的原理，工作方式以及应用。

一、VCXO的原理VCXO是利用压电晶体的压电效应来调节输出信号的频率的。

压电效应指的是压电晶体在施加机械应力后会产生电荷分布不平衡而形成电势差，这种电势差会改变压电晶体内部的电荷密度分布，从而改变晶体振荡器的谐振频率。

利用这个原理，可以在晶体管上面放一个微小的电容和晶体振荡器串联起来，然后控制这个电容的电压可以调节振荡器的谐振频率。

二、VCXO的工作方式VCXO的典型电路连接如下图所示：在晶体振荡器和电容串联的上端连接一个控制电路，输出一个持续变化的电压信号，使得容值随电压变化，以此来调整振荡器的谐振频率。

这个控制电路可以是模拟电路、数字电路或者微处理器，不过现在多采用数字控制技术。

VCXO把电源电压经过稳压处理得到用于对振荡器提供参考电压的稳定电压（通常为3.3V），而后将产生的输出信号送回到经过比较和反馈电路处理的稳定电压端口，实现对VCXO输出频率的调节。

输入信号稳定后，VCXO的输出频率将成为一个数字稳态值，它减去输入信号的频率可以得到一个频率差，从而可以实现带宽限制和相位锁定等自动控制技术。

1、通信设备：VCXO广泛应用于通信设备中。

在数字传输系统中，压控晶体振荡器在保证数据一致性和接收信号的质量上起着非常重要的作用。

VCXO可以在高发射能量、高电晕环境下保证稳定的信号频率，它对于传输数据时的同步性也非常重要。

2、仪器仪表：在仪器仪表领域，VCXO也经常被使用。

一般需要将测试数据的精度降至微小范围内，此时VCXO就能够为仪器仪表提供极大的帮助。

通过对VCXO进行频率控制，可以使得仪器仪表输出精度更高，精度降至微小范围内。

3、音频设备：VCXO也可以作为音频装置的晶体振荡器，用于压缩音频等领域的实时处理，从而扩大其性能。

什么是晶振、晶体,有什么优缺点及区别为什么单机片离不开晶振

什么是晶振、晶体，有什么优缺点及区别?为什么单机片离不开晶振晶振一般也叫有源晶振或晶体谐振器，全称是石英晶体振荡器，是一种高精度和高稳定度的振荡器（一种机电器件），用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。

通过一定的外接电路，可以生成频率和峰值稳定的正弦波。

单片机在运行的时候，需要一个脉冲信号，做为自己执行指令的触发信号，可以简单的想象为：单片机收到一个脉冲，就执行一次或多次指令。

石英晶振1、易碎：因为精准度的需要，石英晶片需要打磨的非常薄。

在运输过程中易碎。

2、品质不一致：过高的温度(如：焊接)会容易导致点胶的松动，造成坏品。

3、漏气：因石英晶振的精度与镀银有很直接的关系，金属壳的密封不好，容易被氧化掉，导致出现比较大的频率偏差。

石英晶振的DPPM在200-300之间MEMS硅晶振MEMS硅晶振采用的是标准的半导体工艺制程，Die与封装都是全自动化流程。

从本质上解决了石英晶振的所有风险：1、高抗震性：50000G抗震性，石头上摔、用力踩、钳子夹是都不会有问题的。

2、高品质一致性：DPPM为0.15，也就是说一百万片里面有0.15片的缺陷率。

3、高精度：普通芯片里面都带有温度补偿电路，全温精度保证。

Sitime MEMS硅晶振可100%兼容石英晶振，无需任何电路更改，可直接替代。

晶体晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器，只有两个引脚，没有电源电压，需要串接电容才可起振；可以适用于多种电压，不同电压要求的CPU。

价格比较低，在民用产品当中为了降低成品大部分使用的都是无源晶振。

缺点信号质量较差，通常需要精确匹配外围电路（用于信号匹配的电容、电感、电阻等），更换不同频率的晶体时周边配置电路也需要做相应的调整。

一般建议采用精度较高的石英晶体，尽可能不要采用精度低的陶瓷晶体。

晶振与晶体的区别●晶振是有源晶振的简称，又叫振荡器。

晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器。

●无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件，需要借助时钟电路才能产生振荡信号。

压控振荡器VCO

VCO即压控振荡器，是射频电路的重要组成部分。

射频电路多采用调制解调方式，因此严重依赖本振。

而现代通信技术要求复用、跳频等新技术，采用电压控制振荡回路中电容的电容量，进而改变振荡回路谐振频率就成为实现这些技术的手段之一。

分类分类VCO根据他产生的波形分为：1) 谐波振荡器（harmonic oscillators）；2) 张弛振荡器（relaxationoscillators.）VCO根据他的结构分为：1)LC压控振荡器；2) RC压控振荡器；3)晶体压控振荡器主要性能主要性能VCO的性能指标主要包括:1）频率受控范围；2）线性度；3）压控灵敏度；4）调制带宽；5）噪音；6）工作电压。

频率调谐范围，输出功率，(长期及短期)频率稳定度，相位噪声，频谱纯度，电调速度，推频系数，频率牵引等。

频率调谐范围是VCO的主要指标之一，与谐振器及电路的拓扑结构有关。

通常，调谐范围越大，谐振器的Q值越小，谐振器的Q值与振荡器的相位噪声有关，Q值越小，相位噪声性能越差。

振荡器的频率稳定度包括长期稳定度和短期稳定度，它们各自又分别包括幅度稳定度和相位稳定度。

长期相位稳定度和短期幅度稳定度在振荡器中通常不考虑;长期幅度稳定度主要受环境温度影响，短期相位稳定度主要指相位噪声。

在各种高性能、宽动态范围的频率变换中，相位噪声是一个主要限制因素。

在数字通信系统中，载波信号的相位噪声还要影响载波跟踪精度。

其它的指标中，振荡器的频谱纯度表示了输出中对谐波和杂波的抑制能力；推频系数表示了由于电源电压变化而引起的振荡频率的变化；频率牵引则表示了负载的变化对振荡频率的影响；电调速度表示了振荡频率随调谐电压变化快慢的能力。

在压控振荡器的各项指标中，频率调谐范围和输出功率是衡量振荡器的初级指标，其余各项指标依据具体应用背景不向而有所侧重。

例如，在作为频率合成器的一部分时，对VCO 的要求，可概括为一下几方面:应满足较高的相位噪声要求；要有极快的调谐速度，频温特性和频漂性能要好；功率平坦度好；电磁兼容性好。