29电子线路教案_石英晶体振荡器136ok139.docx

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一、石英晶体的基本特性及其等效电路

1、压电效应

按一定的方位角切下的石英晶体薄片（方形、圆形或棒形），叫做石英品片。在晶片的两个对面上喷涂上一对金展极板，再加封装，就构成石英晶体谐振器，如图：

在切得的晶片上加压力时，晶片表面会产生电荷；当加在晶片上的压力变为拉力时，晶片表面电荷的极性也随之改变。反之，如果把电压加到晶片上，则晶片产生机械压力；当所加电压反向吋，晶片上的压力变为拉力。以上现象叫做石英晶片的压电效应。如图：

若在石英晶体谐振器的极板上加以交变电压，晶体就会产生机械振动。此机械振动又使晶体表面产生交变电压，如此便产生一个循环过程。一般情况下，机械振动和交变电压的振幅都非常微小，只有当外加交变电压的频率为某一个特定频率时，振幅才突然增大，这种现彖叫做压电谐振。

谐振时电流达最大，它相当于回路的串联谐振现彖。产生压电谐振时的频率，叫做晶体谐振器的谐振频率。2、符号和等效电路

从石英谐振器的等效电路可知，这个电路有两个谐振频率，当1八C、R支路串联谐振时，等效电路的阻抗最小，串联谐振频率为投影片投影片

(a) @)

/s=l/2n J LC

当等效电路并联谐振时，并联谐振频率为

/p=l/2 Ji V L (C"C / (C + C°))

/s和帀两个频率非常接近。

图b为石英谐振器的电抗-频率特性，在/s和/p之间

为电感性，在此区域之外为电容性。

二、石英晶体振荡电路

石英晶体振荡电路是形式多样的，但基本电路只有两

类，即并联品体振荡电路和串联晶体振荡电路。

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晶体在回路屮一定是起电感L的作用，即振荡频率在

晶体振荡器的/s和/p之间。

振荡回路的谐振频率表示式为

振荡频率基本上是rh晶体的固有频率/s所决定，而与

C'的关系很小，即由于C'不稳定所引起的频率漂移是很小的，

故其振荡频率稳定度高。

2、串联型品体振荡电路

当振荡频率等于晶体的串联谐振频率/s时，晶体阻抗最小，且为纯电阻，电路满足自激振荡条件而振荡。对于/s以外的其他频率，晶体的阻抗增大，相移不为零, 不满足自激条件。

三、用集成运算放大器组成的LC振荡器

电源接通后，集成运放有信号输出，经选频网络选出频率为九的信号，再从集成运放同相输入端输入，形成正反馈。输出信号幅度由R3电位器调节。R|、R2组成负反馈支路，负反馈信号由运放器反相输入端输入。集成运放输出端即可输出频率较高的正弦波振荡信号。

课堂小结

正弦波振荡器是一种常用的振荡器，非正弦波振荡器，可以由正弦波振荡器附加波形变换电路而成，也有专门电路直接产生非正弦波振荡信号。正弦波和非正弦波振荡器统称为振荡器或信号发生器，它们广泛地应用于各类电子设备中。

布置作业投影片投影片工作原理

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