晶体及RC振荡器.ppt

《晶体及RC振荡器.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《晶体及RC振荡器.ppt（23页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第八讲 振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,8.1 振荡器稳定性8.2 晶体振荡器8.3 RC振荡器,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,振荡器的频率稳定度是指由于外界条件的变化,引起振荡器的实际工作频率偏离标称频率的程度,它是振荡器的一个很重要的指标。,8.1 振荡器稳定性,8.1.1 频率稳定度的意义和表征,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,1、提高振荡回路的标准性 振荡回路的标准性是指回路元件和电容的标准性。温度是影响稳定性的主要因素:温度的改变,导致电感线圈和电容器极板的几何尺寸发生变化,电容器介质材料的介电系数及磁性材料的磁导率也将变化,从而使电感、电容值改变。,8.1.2

2、提高频率稳定度的措施,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,2.减少晶体管对回路的影响 极间电容将影响频率稳定度,在设计电路时应尽可能减少晶体管和回路之间的耦合。另外,应选择fT较高的晶体管,fT越高,高频性能越好,可以保证在工作频率范围内均有较高的跨导,电路易于起振，而且fT越高,晶体管内部相移越小。,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,3.提高回路的品质因数 要使相位稳定,回路的相频特性应具有负的斜率,斜率越大,相位越稳定。根据LC回路的特性,回路的Q值越大,回路的相频特性斜率就越大,即回路的Q值越大,相位越稳定。从相位与频率的关系可得,此时的频率也越稳定。,振荡器稳定性、晶体振荡器及R

3、C振荡器,4.减少电源、负载等的影响,电源电压的波动，会使晶体管的工作点、电流发生变化，从而改变晶体管的参数，降低频率稳定度。为了减小其影响，振荡器电源应采取必要的稳压措施。负载电阻并联在回路的两端，这会降低回路的品质因数，从而使振荡器的频率稳定度下降。,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,8.2 晶体振荡器,石英晶体谐振器 石英是矿物质硅石的一种,化学成分是i2,形状是呈角锥形的六棱结晶体。石英晶体具有压电效应。当交流电压加在晶体两端，晶体先随电压变化产生应变，然后机械振动又使晶体表面产生交变电荷。,8.2.1 石英晶体及其特性,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,当晶体几何尺寸和结构一

4、定时，它本身有一个固有的机械振动频率。当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时，晶体片的机械振动最大，晶体表面电荷量最多，外电路中的交流电流最强，于是产生了谐振。因此，将石英晶体按一定方位切割成片，两边敷以电极，焊上引线，再用金属或玻璃外壳封装即构成石英晶体谐振器（简称石英晶振）。,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,.石英晶振的阻抗频率特性,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,参数 安装电容C0约pF10 pF 动态电感Lq约10-3H102 H 动态电容Cq约10-4pF10-1pF 动态电阻rq约几十欧到几百欧,）石英晶振的值非常高。的数值可达几万 到几百万。,2）由于石英晶振的接入

5、系数n=Cq(C0+Cq)很小,所以外接元器件参数对石英晶振的影响很小。,石英晶振的频率稳定度非常高,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,石英晶振可以等效为一个串联谐振回路和一个并联谐振回路。,串联谐振频率,并联谐振频率,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,2、石英晶体振荡器,石英晶振产品还有一个标称频率N。N的值位于s与p之间,这是指石英晶振两端并接某一规定负载电容L时石英晶振的振荡频率。负载电容CL的值载于生产厂家的产品说明书中,通常为30pF(高频晶体),或100pF(低频晶体),或标示为(指无需外接负载电容,常用于串联型晶体振荡器)。,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,将石英晶

6、振作为高值谐振回路元件接入正反馈电路中,就组成了晶体振荡器。晶体振荡器可分成两类：1、将其作为等效电感元件用在三点式电路中,工作在感性区,称为并联型晶体振荡器；2、将其作为一个短路元件串接于正反馈支路上,工作在它的串联谐振频率上,称为串联型晶体振荡器。,8.2.2 晶体振荡器电路,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,皮尔斯（）振荡电路,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,2 泛音晶体振荡电路,1回路调谐在三次和五次泛音频率之间,五次泛音晶振,基频和三次泛音：,五次泛音：,七次及以上泛音：,1回路呈感性，不振,1回路呈容性，振,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,串联型晶体振荡器,用于正反

7、馈支路,短路元件，振荡频率为s,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,文氏电桥振荡器,3、振荡器,=0处的相移为零，F=1/3,起振时，A3平衡时，A=3,热敏电阻，具有负的温度系数,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,文氏电桥振荡器的反馈系数（即串并联选频电路的传输系数）为：,其中振荡频率,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,高通特性,低通特性,最大相移90o,正,放大倍数1,相移振荡器,+,-,产生增益,最大相移(+270o)谐振点处，相移=180o,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,L振荡器,石英晶体振荡器,振荡器,频率高，几十MHZ，克拉泼与西勒电路频稳度可达10-5,频率稳定，频稳度10-5,频率低，几十KHZ,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,作业：P165 3-20,振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器,