石英晶体谐振器基本电路及原理
石英晶体谐振器基本电路及原理
使用LC回路的正弦波振荡器,其振荡频率由元件值决定,但元件值会因外部的温度等因素而改变,从而造成频率的漂移。为保持振荡器的频率稳定,最常用的办法就是使用晶体稳频。
最常用的晶体材料是石英,是Si的氧化物的单晶,具有压电效应,即加上电压可使其表面产生位移,也可因位移而产生电压。把石英制成薄片,并在两面接电极,就组成石英晶体谐振器,它具有固有的机械谐振频率,且Q值高达10000以上,这种频率与晶体厚度和切割方向等因素有关,而受温度影响很小。
石英晶体谐振器,最低可工作在1kHz,常用在0.6到20MHz范围内,这是指基本频率(基频),频率再高则因晶片太薄而易碎。在更高频率应用时,都取基频的奇次谐波,称为泛音(over tone),9次泛音的晶体工作频率可达200MHz,已到极限,但实用一般多为3次、5次泛音晶体。
石英晶体的常用等效电路:
其中:Cp为晶片2端电极与石英介质组成的电容,一般在3--8p之间,是一个静态参数
Ls与Cs谐振于晶体的串联谐振频率,Rs为与损耗有关的电阻,这三者为动态参数
正规厂商资料都提供石英晶体谐振器的等效电路参数值,图中提供的是典型值。