任何石英晶体振荡器最重要的特性之一是其频率稳定性,换句话说,它能够在变化的负载条件下提供恒定的频率输出。有许多不同类型的晶体物质可用作振荡器,其中最重要的晶体物质是石英矿物,这部分是由于它们具有更高的机械强度。下面CEOB2B晶振平台给大家介绍一种什么是石英晶体振荡器Q因子
石英晶体振荡器Q因子
那么我们的晶体例子中的Q因子约为25,000,这是因为XL/R比率很高。大多数晶体的Q因子在2万到20万的范围内,而我们之前研究的一个好的LC调谐储能电路将远远少于1,000。这个高Q因子值也有助于提高晶体在工作频率下的频率稳定性,因此非常适合构建石英晶体振荡器电路。
所以我们已经看到,石英晶振的谐振频率与电调谐LC谐振电路的谐振频率相似,但具有更高的Q因子。这主要是由于其串联电阻Rs低。因此,石英晶体成为振荡器特别是超高频振荡器的理想选择。
典型的晶体振荡器的振荡频率范围可以从40kHz到100MHz以上,这取决于它们的电路配置和所使用的放大器件。水晶的切割也决定了它将如何表现,因为一些晶体会以多于一个频率振动,产生额外的振荡,称为泛音。
另外,如果晶振的厚度不是平行或均匀的,则它可能具有两个或更多个共振频率,这两个共振频率的基频都会产生所谓的谐波和谐波,例如二次或三次谐波。
一般来说,虽然石英晶体的基本振荡频率比它周围的二次谐波更强或更明显,所以这将是所使用的频率。我们在上图中看到,晶体等效电路有三个电抗元件,两个电容器加上一个电感器,所以有两个谐振频率,最低的是串联谐振频率,最高的是并联谐振频率。
在前面的教程中我们已经看到,如果放大器电路的环路增益大于或等于1,并且反馈为正,则放大器电路会振荡。在石英晶体振荡器电路中,振荡器将以晶体基本并联谐振频率振荡,因为贴片晶振在施加电压源时总是希望振荡。
然而,也可以将晶体振荡器“调谐”为基频(第2,4,8等)的任何偶次谐波,这些谐波一般称为谐振荡器,而倒振荡器以基频的奇数倍振动,3日,5日,11日等)。一般来说,在谐波频率下工作的晶体振荡器可以使用串联谐振频率。