§6-4 晶体正弦波振荡器 学习要点： 石英晶体特性 常用晶体振荡器的结构
晶体正弦波振荡器 6-4-1 振荡器的频率稳定性 6-4-2 石英晶体的基本特性 6-4-3 并联型晶体振荡器 6-4-4 串联型晶体振荡器 6-4-1 振荡器的频率稳定性 6-4-2 石英晶体的基本特性 6-4-3 并联型晶体振荡器 6-4-4 串联型晶体振荡器 6-4-5 泛音晶体振荡器 退出
6-4-1 振荡器的频率稳定度 ——采用具有高品质因数的石英晶体来构成振荡器使输出高 频信号具有很好的频率选择性和稳定度。 6-4-1 振荡器的频率稳定度 1．频率稳定度——在时间、温度、湿度、电源电压等一定变化范 围内，振荡频率的相对变化量( )。 频率稳定度： （f0：标称频率；f：实际频率） 2．对频率稳定度的要求——视振荡器用途的不同而不同。 例如：中波电台发射机的振荡频率稳定度为10－5数量级， 电视发射机的振荡频率稳定度为10－7数量级。
6-4-2 石英晶体的基本特性 3．普通振荡器与晶体振荡器比较—— 普通LC振荡器的频率稳定度只能达到10－3～10－5数量级； 石英晶体振荡器(简称晶振) 频稳超过10－5数量级。 6-4-2 石英晶体的基本特性 ——它是一种硅石，主要化学成分是“二氧化硅(SiO2)”， 重要特性：压电效应。 1．石英晶体符号和等效电路
其中——CP：晶体静态电容，一般为几pF至几十pF； Lq：晶体动态等效电感，一般约为几十mH至几百mH； Cq：晶体动态等效电容，其容量很小，一般约为百分之 几pF； Rq：晶体等效损耗电阻，一般约为几Ω至几百Ω。 Q——石英晶体的品质因数，一般可达105数量级或更高。
2．晶体振荡频率 石英晶体存在两个固有谐振频率—— 1）串联支路的谐振频率fq： fq＝ 2）并联回路的谐振频率fp： fp＝ 因CP>>Cq，所以fq与fp相差不大。 3．石英晶体的电抗特性 如图所示： 1)当f＜fq时，呈容性； 2)当f＝fq时，相当于短路； 3)当fq＜f＜fp时，呈感性； 4)当f＞fp时，呈容性。
感性区特点——因fq与fp相差不大，故此区电抗曲线很陡，振 稳频作用。 4．石英晶体构成的振荡器分类 1）并联型——把晶体当作高Q值电感使用，与外接电容并联； 2）串联型——晶体作为高选择性短路元件使用。
6-4-3 并联型晶体振荡器
6-4-4 串联型晶体振荡器
在串联谐振频率fq上，晶体可等效为一短路线使用(因为石英晶体的串联谐振电阻很小)。这时电路成为“电容三点式振荡器”。
6-4-5 泛音晶体振荡器 泛音晶体振荡器—— 一般晶体振荡器(称“基频晶振”)的频率最高不超过30MHz。 6-4-5 泛音晶体振荡器 泛音晶体振荡器—— 一般晶体振荡器(称“基频晶振”)的频率最高不超过30MHz。 工作频率↑→晶体片越薄→加工困难 ↓→机械强度越差 故要使工作频率高→不能仅靠加工超薄的石英晶片 ↓→采用泛音晶体(通常为三至七次谐波频率) 另外，泛音晶体振荡器比基频晶振的频率稳定度往往更好。
课后小结——见黑板 复习与提问：改进型三点式正弦波振荡器的优点? 思考题： 1.什么是振荡器的频率稳定度？ 2.画出石英晶体的等效电路，并简要说明电抗特性。 3.什么叫做并联型晶体振荡器、串联型晶体振荡器? 作业题：P113 6-1（13、15）；6-9 预习：函数信号发生器