晶体正弦波振荡器的设计
振荡器电路属于一种信号发生器类型,即表现为没有外加信号的情况下能自动生成具有一定频率、一定波形、一定振幅的周期性交变振荡信号的电子线路。振荡器起振时是将电路自身噪声或电源跳变中频谱很广的信号进行放大选频。此时振荡器的输出幅值是不断增长的,随着振幅的增大,放大器逐渐由放大区进入饱和区或者截止区,其增益逐渐下降,当放大器增益下降而导致环路增益下降到1时,振幅的增长过程将停止,振荡器达到平衡,进入等幅振荡状态。振荡器进入平衡状态后,直流电源补充的能量刚好抵消整个环路消耗的能量。
1、串联型晶体振荡器
在串联型晶体振荡器中,晶体接在振荡器要求低阻抗的两点之间,通常接在反馈电路中。如果将石英晶振短路,该电路即为电容反馈的振荡器。电路的实际工作原理为:当回路的谐振频率等于晶体的串联谐振频率时,晶体的阻抗最小,近似为一短路线,电路满足相位条件和振幅条件,故能正常工作;当回路的谐振频率距串联谐振频率较远时,,晶体阻抗增大,是反馈减弱,从而使电路不能满足振幅条件,电路不能正常工作。
串联型晶体振荡器只能适应高次泛音工作,这是由于晶体只起到控制频率的作用,对回路没有影响,只要电路能正常工作,输出幅度就不受晶体控制。
c-b型并联晶体振荡器
振荡管的基极对高频接地,晶体接集电极与基极之间,C2和C3位于回路的另外两个电抗元件,它类似于克拉泼振荡器,由于Cq非常小,因此,晶体振荡器的谐振回路与振荡管之间的耦合电容非常弱,从而使频率稳定度大大提高。由于晶体的品质因数很高,故其并联谐振阻抗也很高,虽然接入系数很小,但等效到晶体管CE两端的阻抗仍很高,因此放大器的增益高,电路容易满足振幅齐起振条件。
不同的参数的晶体振荡器被分成不同的名称与用途,普通有源晶振(SPXO)、压控晶振(VCXO)、温补晶振(TCXO)、压控温补晶振(VC-TCXO)等类别使用不同的行业领域当中.