石英晶体振荡器的基本结构及工作原理
石英晶体振荡器基本结构及工作原理

    石英晶体，有自然的也有人造的，是一种重要的压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器，它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO主要是由品质因数(Q)很高的晶体谐振器(即晶体振子)与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件，晶体的频率(基频或n次谐波频率)及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。石英晶体谐振器的基本结构、(金属壳)封装及其等效电路。

    石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型。其中，无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种，在日本产业标准(JIS)中，称其为标准封装晶体振荡器(SPXO)。现以SPXO为例，扼要先容一下石英晶体振荡器的结构与工作原理。

    只要在晶体振子板极上施加交变电压，就会使晶片产生机械变形振动，此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率即是晶体谐振器的固有频率时，就会发生压电谐振，从而导致机械变形的振幅忽然增大。在图1(c)所示的晶体谐振器的等效电路中，Co为晶片与金属板之间的静电电容；L、C为压电谐振的等效参量；R为振动磨擦损耗的等效电阻。石英晶体谐振器存在一个串联谐振频率fos(1/2π)，同时也存在一个并联谐振频率fop(1/2π)。

    由于CoC，fop与fos之间之差值很小，并且RωOL，R1/ωOC，所以谐振电路的品质因数Q非常高(可达数百万)，从而使石英晶体谐振器组成的振荡器频率稳定度十分高，可达10-12/日。石英晶体振荡器的振荡频率既可近似工作于fos处，也可工作在fop四周，因此石英晶体振荡器可分串联型和并联型两种。用石英晶体谐振器及其等效电路，取代LC振荡器中构成谐振回路的电感(L)和电容(C)元件，则很轻易理解晶体振荡器的工作原理。

    SPXO 的总精度(包括起始精度和随温度、电压及负载产生的变化)可以达到±25ppm。SPXO既无温度补偿也无温度控制措施，其频率温度特性几乎完全由石英晶体振子的频率温度特性所决定。在0~70℃范围内，SPXO的频率稳定度通常为20~1000ppm，SPXO可以用作钟频振荡器。
上一篇：三孔三温恒温水箱使用说明
下一篇：如何正确使用家用小型粉碎机
金坛市金分仪器有限责任公司
电话：0519-82821282 82811282    传真：0519-82822191
地址：江苏省金坛市水上新村1号  邮编：213200
苏ICP备09043949号-1   网站管理入口
网络推广：仪表展览网   技术支持：
主营产品：石英比色皿  振荡器  油浴  水质自动采样器  电极  测汞仪