懂行的人都知道，石英晶体谐振器其实是一种敏感又脆弱的电子元器件，处理或保存不当，都有可能引起石英晶振故障，不起振或老化等问题。所以在布局电路和计算回路谐振频率时要比较小心，一个数据的错误对晶体来说影响甚大。国内外的晶振厂家，在开发设计一款新型的石英晶体时，会进行多次精密的计算，和设置适当合理的的回路电路。

(1)工程估算    

以实际开发中的SCA股票机为例,假设接收频率为101.1MHz,第一中频为10.7MHz,则本振信号频率为90.4MHz。本振信号取自晶体振荡器的二次倍频信号,则该晶体的标称频率为45.2MHz。根据石英的特点,这种频段的晶体一般采用石英的三次泛音制成。

作为工程计算,当回路谐振时,图1中石英晶体可以近似地等效为纯电阻。振荡回路与二倍频回路的耦合是弱耦合,因此,在计算回路谐振频率时,可以忽略二倍频回路对振荡回路的影响。设C18=39pF,C19=10pF,则回路串联电容值主要决定于C19,计算时可以忽略晶体管参数Cbe。   

下面计算回路谐振频率为45.2MHz时可调电感的中心值：

式中,

在实际使用中,由于寄生参数等的影响,L06的值还须实验校正或适当调整C19的值。同时,在各频段的电路调试中,若电容C18 和C19的值不变,则在不同频段L06的值应有所不同。电感值应由工程估算后,经实验确定。    

在晶振振荡电路中,发射极电感L07作轭流圈使用。它与C19组成的回路应谐振在三次泛音晶体的基频15MHz左右,以抑制振荡回路的基频分量,故可取L07=10μH,此时回路的谐振频率为

采用电容耦合取出振荡信号,通过二倍频网络的选频作用,在混频管基极得到所需的本振频率信号。二倍频电路由并联LC回路组成。设可调电感L05的中心值为105nH,当回路谐振在f=90.4MHz时,电容C17近似计算如下：

以上为振荡回路与选频回路的主要元器件的工程估算值,精确值还须实验调试确定。

(2)SPICE模拟

采用SPICE分析时,由于回路中有高Q值的贴片石英晶振,在串联谐振点附近,电路对微分方程的不精确性格外敏感,最坏情况是正弦波在谐振点附近而又不在谐振点。这种情况下,SPICE误差控制公式不够严密,因此结果会不准确。    

在进行SPICE模拟时,起初以工程估算值进行模拟,结果不太理想。后来,经过不断调整谐振回路参数,发现在L06=1.4μH、C17=24pF、C18=39pF、C19=10pF、L07=10μH时效果最好,其瞬态分析结果如图6所示（在模拟中晶振采用了近似短路模型）。

由图6可知：该振荡电路在约大于100ns的时间内就能稳定地振荡,完全满足射频接收中的预升起工作时间的要求;另外,二次谐波的频率较准,幅度远大于50mV,也能满足混频器对它的要求。

图6一本振晶体振荡器瞬态分析结果

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