有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号,而LC振荡器稳定性较差,频率容易漂移(即产生的交流信号频率容易变化)。在振荡器中采用一个特殊的元件——石英晶体,可以产生高度稳定的信号,这种采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡器。

1.晶体振荡器工作原理

晶体振荡器(水晶振荡器)是一种电子振荡器电路,它使用逆压电效应,即,当在某些材料上施加电场时,它将产生机械变形。因此,它利用压电材料振动晶体的机械共振来产生频率非常精确的电信号。它们具有高稳定性,品质因数,小尺寸和低成本,这使它们优于其他谐振器,例如LC电路,陶瓷谐振器,转叉等。

该图显示了微控制器和微处理器中常用的8MHz晶体振荡器。尽管晶体具有机电谐振,但是我们可以通过等效的电谐振电路来表示晶体的作用,如下所示。电感和电容L1和C1代表晶体质量和顺应性的电气当量,而电阻R1代表晶体内部结构的摩擦,而C0代表由于晶体的机械成型而形成的电容。

晶体振荡器工作原理   

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2.晶体振荡器的作用

石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。

石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

晶体振荡器的作用   

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3.晶体振荡器电路图

晶体振荡器电路图

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