有源晶振的技术要求比较高,属于高端的频率控制元器件,国内的晶振厂家基本上难以达到这个要求,所以一般都是采用进口的石英晶体振荡器。生产厂家在使用进口晶体振荡器之前,都要先布局好电路,有源的石英晶振电路大致可以分两种,一种是串联型振荡电路,另一种是并联谐振型振荡器,以下是这两种电路的工作原理。
串联型晶体振荡器
(1)串联型谐振晶体振荡器工作原理:
串联型晶体振荡器是将石英晶振用于正反馈支路中,利用其串联谐振时等效为短路元件的特性,电路反馈作用最强,满足振幅起振条件,使振荡器在晶体串联谐振频率fs上起振。图8-1是一种串联型单管晶体振荡器电路,图8-2是其高频等效电路。这种振荡器与三点式振荡器基本类似,只不过在正反馈支路上增加了一个晶体。L、C1、C2、C3组成并联谐振回路而且调谐在振荡频率上。与电容三点式振荡电路十分相似,所不同的是反馈信号不是直接接到半导体管的发射极,而是经石英晶体接人实现正反馈。若LC选频回路的振荡频率等于石英晶体的串联谐振频率,石英晶体谐振器就会呈现很小的电阻,实现正反馈最强,满0足振荡条件,振荡电路便可起振。
(2)电路图及交流等效电路RC,Rb1,Rb2,Re为晶体管静态工作点的控制,输出用lc并联谐振回路晶振加在反馈回路中。C3为可变电容,vcc为12v电压。
并联谐振型晶体振荡器
(1)电路原理图和交流等效电路,图8-3为并联谐振型晶体c—b型振荡器电路(皮尔斯电路);图8-4为并联谐振型的石英晶体振荡器高频回路等效电路。
(2)振荡回路与晶体管、负载之间的耦合很弱。晶体管c、b端,c、e端和e、b端的接入系数分别是:
以上三个接入系数一般均小于10-3~10-4,所以外电路中的不稳定参数对振荡回路影响很小,提高了回路的标准性。