石英晶体振荡电路

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摘要:石英晶体振荡电路石英晶体谐振器,简称石英晶体,具有非常稳定的固有频率。对于振荡频率的稳定性要求高的电路,应选用石英晶体作选频网络。一、石英晶体的特点将二氧化硅（SiO2）结晶体按一定的方向切割成很薄的晶片,再将晶片两个对应的表面抛光和涂敷银层,并作为两个极引出管脚,加以封装,就构成石英晶体谐振器。其结构示意图和符号如右图所示。1.压电效应和压电振荡在石英晶体两个管脚加交变电场时,它将会产有利于一定频率的机械变形,而这种机械振动又会产生交变电场,上述物理现象称为压电效应。一般情况下,无论是机械振动的振幅,还是交变电场的振幅都非常小。但是,当交变电场的频率为某一特定值时,振幅骤然增大,产生共振,称之为压电振荡。这一特定频率就是石英晶体的固有频率,也称谐振频率。2.石英晶体的等效电路和振荡频率石英晶体的等效电路如下图（a）所示。当石英晶体不振动时,可等效为一个平板电容C0,称为静态电容；其值决定于晶片的几何尺寸和电极面积,一般约为几到几十皮法。当晶片产生振动时,机械振动的惯性等效为电感L,其值为几毫亨。晶片的弹性等效为电容C,其值仅为0.01到0.1pF,因此,C<<C0。晶片的磨擦损耗等效为电阻R,其值约为100Ω,理想情况下R=0。当等效电路中的L、C、R支路产生串联谐振时,该支路呈纯阻性,等效电阻为R,谐振频率谐振频率下整个网络的电抗等于R并联C0的容抗,因R<<ω0C0,故可近似认为石英晶体也呈纯阻性,等效电阻为R。当f<fs时,C0和C电抗较大,起主导作用,石英晶体呈容性。当f>fs时,L、C、R支路呈感性,将与C0产生并联谐振,石英晶体又呈纯阻性,

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