第5-17讲-5.4.3 晶体压控振荡器.pdf

5.4.3晶体压控振荡器

主讲人：王春静

山东师范大学信息科学与工程学院

学习目标：

1.了解晶体压控振荡器的工作原理。

2.了解晶体压控振荡器相关结构的分析。

2

为了提高压控振荡器中心频率的稳定度，可采用晶体压控振荡

器。

在晶体压控振荡器中，石英晶振或等效为一个短路元器件，起

到选频的作用；或等效为一个高Q值的电感元器件，作为振荡回路

元器件之一。通常采用变容二极管作为压控元器件。

3

在右图所示晶体压控振荡器的高频交

流通路图中，石英晶振相当于一个高Q值

的电感元器件。

通过控制电压来调整变容二极管的电

容值，使其与石英晶振串联后的总等效电

感值发生变化，从而改变晶体压控振荡器

晶体压控振荡器的高频交流通路图

的振荡频率。

4

晶体压控振荡器的缺点是频率控制范

围很小。

晶体压控振荡器的频率控制范围仅在

石英晶振的串联谐振频率f与并联谐振频

s

率fp之间。

晶体压控振荡器的高频交流通路图

5

为了增大晶体压控振荡器的频率控制

范围，可在石英晶振支路中增加一个电感

L。

若增加一个电感L，与石英晶振串联

或并联，则将使石英晶振本身的串联谐振

频率f左移或使并联谐振频率f右移，从

sp

而使频率控制范围增大，但电抗特性曲线

斜率会减小。

电感L越大，频率控制范围越大，

但频率稳定度会相应下降。串联或并联电感扩展石英晶振

频率控制范围原理图

6

图（a）是串联电感扩展法

的原理。其中，左图为等效电路；

右图中两条虚曲线是石英晶振的

电抗频率特性曲线，斜直虚线是

加入的电感L的电抗特性曲线。

由于石英晶振与电感L串联，

因此两者的电抗频率特性曲线相

加就是扩展后的总电抗频率特性

曲线，如右图中两条实曲线所示，

fs′是扩展后的串联谐振频率。

7

图（b）是并联电感扩展

法的原理。其中，左图为等

效电路；右图中两条虚曲线

是石英晶振的电抗频率特性

曲线，3条实曲线是扩展后的

电抗频率特性曲线，fp′是扩

展后的并联谐振频率。