第8讲晶体及RC振荡器.ppt

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。 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。 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。 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。 4. 减少电源、负载等的影响 8.2 晶体振荡器 * * 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 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 8.1.2 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 振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器 振荡器稳定性、晶体振荡器及RC振荡器 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 １ 石英晶体谐振器 石英是矿物质硅石的一种, 化学成分是ＳiＯ2, 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 ２. 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１pF～10 pF  动态电感Lq约10-3H～102 H 动态电容Cq约10-4pF～10-1pF 动态电阻rq约几十欧到几百欧 １） 石英晶振的Ｑ值非常高。 Ｑ的数值可达几万 到几百万。 2） 由于石英晶振的接入系数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 X=0 晶体等效为短路元 件 fsfNfp 晶体等效为 电感元件 石英晶振产品还有一个标称频率ｆN。ｆN的值位于ｆs与ｆp之间, 这是指石英晶振两端并接某一规定负载电容ＣL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 将石英晶振作为高Ｑ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