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晶體控制振蕩器

發布時間:2011/12/21 10:30:45 訪問次數:1602

     大部分穩定且精確的反饋振蕩器,P10V45C 都會在反饋回路中使用壓電式晶體( crystal)來控制頻率。
    1.壓電效應
    石英是一種自然界中天然形成的結晶物質,具有一種稱為壓電效應( piezoelectric effect)的特性。當晶體受到變化機械應的影響而發生振動,因此產生電壓的頻率等于此機械振動的頻率。相反地,當晶體兩端施加交流電壓,它會在該輸入電壓的頻率下振動。在晶體的自然諧振頻率下,會產生最強烈的振動現象,晶體的自然諧振頻率由其實體尺寸,以及晶體的切割方式來決定。
    一般來說,使用在電子電路中的晶體是由架在兩個電極之間的石英薄芯片,以及用來密封晶體的保護外殼所構成,如圖16.25(a)和16. 25(b)所示。晶體的線路符號如圖16. 25(c)所示,而圖16. 25(d)為晶體的等效RLC黽路。如同我們所看到的,晶體的等效電路是一個串并聯的RLC電路,它可以利用串聯諧振或并聯諧振的方式來操作。在串聯諧振頻率下,感抗和Cs容抗相互抵消。剩余的串聯電阻Rs決定了晶體的阻抗。并聯諧振發生在感抗和并聯電容的容抗Cm相等時。并聯諧振頻率通常比串聯諧振頻率至少多出lkHz。晶體的一個很大優點是它的Q值非常高(一般來說,Q值的大小約有數千之譜)。

                  
    使用晶體當作串聯諧振槽電路的振蕩器,如圖16.26 (a)所示。晶體阻抗在串聯諧振頻率時具有最小值,因此能提供最大反饋量。晶體調諧電容器Cc可以將晶體的共振頻率輕微地“拉”上或“拉”下,以“微調”振蕩頻率。
    如圖16. 26(b)所示,調整后的科耳皮茲電路將晶體當作并聯諧振槽電路。晶體的阻抗在并聯諧振時達到最大值,所以此時電容兩端的電壓為最大值。Cl兩端的電壓會反饋到輸入端。

                

   2.晶體的振蕩模式
    壓晶體管的振蕩模式有兩種:基音( fundamental)或是泛音(overtone)。晶體的基音頻率是它在自然諧振時的最低頻率。基音頻率與晶體的尺寸、切割形式和其他因素有關,而且和晶體切片的厚度成反比。因為晶體切片會斷裂的緣故而不能切得太薄,所以基音頻率會有上限。對大部分晶體而言,此上限小于20MHz。如果想要獲得較高頻率,則晶體必須在泛音模式下操作。泛音大約為基音頻率的整數倍。泛音頻率通常為基音的奇數倍(3、5、7…),但也不一定非如此不可。

   

     大部分穩定且精確的反饋振蕩器,P10V45C 都會在反饋回路中使用壓電式晶體( crystal)來控制頻率。
    1.壓電效應
    石英是一種自然界中天然形成的結晶物質,具有一種稱為壓電效應( piezoelectric effect)的特性。當晶體受到變化機械應的影響而發生振動,因此產生電壓的頻率等于此機械振動的頻率。相反地,當晶體兩端施加交流電壓,它會在該輸入電壓的頻率下振動。在晶體的自然諧振頻率下,會產生最強烈的振動現象,晶體的自然諧振頻率由其實體尺寸,以及晶體的切割方式來決定。
    一般來說,使用在電子電路中的晶體是由架在兩個電極之間的石英薄芯片,以及用來密封晶體的保護外殼所構成,如圖16.25(a)和16. 25(b)所示。晶體的線路符號如圖16. 25(c)所示,而圖16. 25(d)為晶體的等效RLC黽路。如同我們所看到的,晶體的等效電路是一個串并聯的RLC電路,它可以利用串聯諧振或并聯諧振的方式來操作。在串聯諧振頻率下,感抗和Cs容抗相互抵消。剩余的串聯電阻Rs決定了晶體的阻抗。并聯諧振發生在感抗和并聯電容的容抗Cm相等時。并聯諧振頻率通常比串聯諧振頻率至少多出lkHz。晶體的一個很大優點是它的Q值非常高(一般來說,Q值的大小約有數千之譜)。

                  
    使用晶體當作串聯諧振槽電路的振蕩器,如圖16.26 (a)所示。晶體阻抗在串聯諧振頻率時具有最小值,因此能提供最大反饋量。晶體調諧電容器Cc可以將晶體的共振頻率輕微地“拉”上或“拉”下,以“微調”振蕩頻率。
    如圖16. 26(b)所示,調整后的科耳皮茲電路將晶體當作并聯諧振槽電路。晶體的阻抗在并聯諧振時達到最大值,所以此時電容兩端的電壓為最大值。Cl兩端的電壓會反饋到輸入端。

                

   2.晶體的振蕩模式
    壓晶體管的振蕩模式有兩種:基音( fundamental)或是泛音(overtone)。晶體的基音頻率是它在自然諧振時的最低頻率。基音頻率與晶體的尺寸、切割形式和其他因素有關,而且和晶體切片的厚度成反比。因為晶體切片會斷裂的緣故而不能切得太薄,所以基音頻率會有上限。對大部分晶體而言,此上限小于20MHz。如果想要獲得較高頻率,則晶體必須在泛音模式下操作。泛音大約為基音頻率的整數倍。泛音頻率通常為基音的奇數倍(3、5、7…),但也不一定非如此不可。

   

相關技術資料
12-21晶體控制振蕩器
12-2電源電路基礎知識
相關IC型號
P10V45C
暫無最新型號

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