一、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.

石英晶体正弦波振荡电路 
1.并联型石英晶体正弦波振荡电路

如果用石英晶体取代LC振荡电路中的电感,就得到并联型石英晶体正弦波振荡电路,如左下图所示,电路的振荡频率等于石英晶体的并联谐振频率.

2.串联型石英晶体振荡电路

如右上图所示为串联型石英晶体振荡电路.电容Cb为旁路电容,对交流信号可视为短路.电路的第一级为共基放大电路,第二级为共集放大电路. 若断开反馈, 给放大电路加输入电压是, 极性上“+”下“-”；则T1管集电极动态电位为“+”,T2管的发射极动态电位也为“+”.只有在石英晶振晶体呈纯阻性,即产生串联谐振时,反馈电压才与输入电压同相,电路才满足正弦波振荡的相位平衡条件.所以电路的振荡频率为石英晶体的串联谐振频率fS.调整Rf的阻值,可使电路满足正弦波振荡的幅值平衡条件.

二、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.

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,贴片晶振的固有频率,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.当石英晶体振荡器不振动时,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<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,谐振频率由于C<fP时,电抗主要决定于C0,石英晶体又呈容性.因此,石英晶体电抗的频率特性如上图所示,只有在fsL数值很大,所以Q值高达104~106.频率稳定度Δf/f0可达10-6~10-8,采用稳频措施后可达10-10~10-11.而LC振荡器的Q值只能达到几百,频率稳定度只能达到10-5.