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石英晶振等效电路:当晶体不振动时,它相当于一个平行板电容C0,称为静态电容,其值仅与晶片的尺寸有关,一般约为几pF到几十pF。由于它本身的固有振动频率很稳定,所以用它做成的振荡器,可获得很高的频率稳定度。
下图是石英晶体谐振器的等效电路。图中C0是晶体作为电介质的静电容,其数值一般为几个皮法到几十皮法。Lq、Cq、rq是对应于机械共振经压电转换而呈现的电参数。rq是机械摩擦和空气阻尼引起的损耗。由图3-1可以看出,晶体振荡器是一串并联的振荡回路,其串联谐振频率fq和并联谐振频率f0分别为
当W<Wq或W> Wo时,晶体谐振器显容性;当W在Wq和Wo之间,晶体谐振器等效为一电感,而且为一数值巨大的非线性电感。由于Lq很大,即使在Wq处其电抗变化率也很大。其电抗特性曲线如图所示。实际应用中晶体工作于Wq~Wo之间的频率,因而呈现感性。
设计内容及要求
一 设计目的及主要任务1设计目的
掌握高频电子电路的基本设计能力及基本调试能力,并在此基础上设计并联变换的晶体正弦波振荡器。
2 并联型石英晶体振荡器
C3用来微调电路的振荡频率,使其工作在晶振的标称频率上,C1、C2、C3串联组成石英晶体谐振器的负载电容CL上,其值为
二 详细设计步骤
1、 电路的选择
晶体振荡电路中,与一般LC振荡器的振荡原理相同,只是把贴片晶振置于反馈网络的振荡电路之中,作为一感性元件,与其他回路元件一起按照三端电路的基本准则组成三端振荡器。根据实际常用的两种类型,电感三点式和电容三点式。
由于石英晶体存在感性和容性之分,且在感性容性之间有一条极陡峭的感抗曲线,而振荡器又被限定在此频率范围内工作。该电抗曲线对频率有极大的变化速度,亦即石英晶体在这频率范围内具有极陡峭的相频特性曲线。所以它具有很高的稳频能力,或者说具有很高的电感补偿能力。因此选用c-b型皮尔斯电路进行制作。