石英晶体振荡电路

4-2 LC 、RC 和石英晶体振荡电路课 题：集成运算放大器的基本电路教学目的、要求：1、掌握三种选频振荡电路的工作频率 2、三种振荡电路的工作特点 教学重点、难点：1、LC 、RC 、石英晶体的谐振频率（重点）2、LC 、RC 、石英晶体振荡电路特点（难点）授 课 方 法：多媒体课件讲授，提纲及重点板书。

授 课 提 纲：教 学 内 容： 组织教学准备教学材料，清点学生人数。

（课前2分钟） 复习旧课正弦波振荡电路的起振条件（2分钟） 引入新课根据选用选频网络的不同，我们把正弦波振荡器分为LC 、RC 、石英晶体振荡电路。

这三种不同的选频网络所选择的频率也不一样。

（3分钟） 进入新课第四章 正弦波振荡电路4-2 LC 、RC 和石英晶体振荡电路【板书】 一、选频放大器介绍【板书】（10分钟）图1（a ）为普通共射放大器电路图，若用LC 并联谐振回路来替代集电极负载电阻R3后，就构成了选频放大器，或称调谐放大器。

如图（b）所示，LC 并联谐振回路的阻抗特性如图（c ）所示。

图1 选频网络既使选频放大器输入信号的频率很多，在它的输出端得到的输出信号却始终是频率等于f o 的正弦波信号。

由于LC 回路具有选频特性，故常称它为选频网络。

二、LC 振荡电路【板书】（15分钟）LC 振荡电路由放大器、LC 选频网络和反馈网络三部分组成。

按反馈方式可分为变压器反馈式振荡电路和三点式振荡电路两大类。

1、变压器反馈式LC 振荡电路【标题板书+内容多媒体】图2 变压器反馈式LC 振荡器优点：便于实现阻抗匹配，效率高、容易起振；调节频率方便，只要将谐振电容换成一个可变电容器，就可以实现调节频率的要求。

2、三点式LC 振荡电路【标题板书+内容多媒体】 ⑴电感三点式振荡电路图3 电感三点式LC 振荡电路(a)图为电感三点式振荡电路，又称哈特莱振荡电路。

若用瞬时极性法不易判其反馈极性。

现画出其交流通路，如(b)图所示，可见电感的三个端点分别接到晶体管的三个电极上（1端→集电极C ，2端→发射极E ，3端→基极B ），象这样：发射极两旁为电感，集电极—基极间为电容，称电感三点式振荡电路。

年月日一、石英晶体的基本特性及其等效电路1、压电效应按一定的方位角切下的石英晶体薄片（方形、圆形或棒形），叫做石英品片。

在晶片的两个对面上喷涂上一对金展极板，再加封装，就构成石英晶体谐振器，如图：在切得的晶片上加压力时，晶片表面会产生电荷；当加在晶片上的压力变为拉力时，晶片表面电荷的极性也随之改变。

反之，如果把电压加到晶片上，则晶片产生机械压力；当所加电压反向吋，晶片上的压力变为拉力。

以上现象叫做石英晶片的压电效应。

如图：若在石英晶体谐振器的极板上加以交变电压，晶体就会产生机械振动。

此机械振动又使晶体表面产生交变电压，如此便产生一个循环过程。

一般情况下，机械振动和交变电压的振幅都非常微小，只有当外加交变电压的频率为某一个特定频率时，振幅才突然增大，这种现彖叫做压电谐振。

谐振时电流达最大，它相当于回路的串联谐振现彖。

产生压电谐振时的频率，叫做晶体谐振器的谐振频率。

2、符号和等效电路从石英谐振器的等效电路可知，这个电路有两个谐振频率，当1八C、R支路串联谐振时，等效电路的阻抗最小，串联谐振频率为投影片投影片(a) @)/s=l/2n J LC当等效电路并联谐振时，并联谐振频率为/p=l/2 Ji V L (C"C / (C + C°))/s和帀两个频率非常接近。

图b为石英谐振器的电抗-频率特性，在/s和/p之间为电感性，在此区域之外为电容性。

二、石英晶体振荡电路石英晶体振荡电路是形式多样的，但基本电路只有两类，即并联品体振荡电路和串联晶体振荡电路。

投影片晶体在回路屮一定是起电感L的作用，即振荡频率在晶体振荡器的/s和/p之间。

振荡回路的谐振频率表示式为振荡频率基本上是rh晶体的固有频率/s所决定，而与C'的关系很小，即由于C'不稳定所引起的频率漂移是很小的，故其振荡频率稳定度高。

2、串联型品体振荡电路当振荡频率等于晶体的串联谐振频率/s时，晶体阻抗最小，且为纯电阻，电路满足自激振荡条件而振荡。

文章标题：探究石英晶体振荡器的阻抗范围在现代科技领域中，石英晶体振荡器扮演着至关重要的角色。

它不仅被广泛应用于通信设备、计算机、电子钟表等领域，而且也深刻影响了人类社会的发展进程。

石英晶体振荡器之所以能够如此重要，与其阻抗范围息息相关。

本文将从深度和广度两个方面来探讨石英晶体振荡器的阻抗范围，以便读者能够更全面地理解这一主题。

一、石英晶体振荡器的基本原理要深入理解石英晶体振荡器的阻抗范围，首先需要对其基本原理有所了解。

石英晶体具有压电效应，即受到外界压力或拉伸时会产生电荷。

这一特性使得石英晶体可以用作振荡器的振动元件。

当电压施加于石英晶体上时，它会发生机械振动，产生特定的频率。

而这一频率与石英晶体的物理尺寸和机械特性有关，因此可以通过控制其尺寸和形状来实现不同的振荡频率。

二、阻抗范围对石英晶体振荡器的影响石英晶体振荡器的阻抗范围直接关系到其在电路中的应用。

阻抗范围广泛意味着石英晶体振荡器可以适用于不同的电路和系统，而阻抗范围受限则可能导致其应用范围收缩。

一般来说，石英晶体振荡器的阻抗范围包括了电阻、电感和电容等参数的范围变化。

在实际应用中，需要根据电路的要求选择具有适当阻抗范围的石英晶体振荡器，以确保电路的正常工作。

三、石英晶体振荡器的阻抗范围评估针对石英晶体振荡器的阻抗范围进行全面评估，需要考虑多个方面的因素。

首先是石英晶体振荡器的工作频率范围，它直接决定了石英晶体的振荡频率范围。

其次是石英晶体振荡器的稳定性和精度，这些参数与其阻抗范围密切相关，因为稳定性和精度的要求会对阻抗参数提出更高的要求。

四、石英晶体振荡器的实际应用石英晶体振荡器在通信设备、计算机、电子钟表等领域有着广泛的应用。

在这些应用中，石英晶体振荡器的阻抗范围会受到严格的要求。

在通信设备中，要求石英晶体振荡器具有较宽的阻抗范围，以适应不同的工作环境和电路条件。

在电子钟表中，对石英晶体振荡器的稳定性和精度要求较高，这也对其阻抗范围提出了更高的要求。

u2/3V 0 ttu 08.1 多谐振荡器本次重点内容:1.多谐振荡器的工作原理。

2.周期的计算方法。

教学过程一、 多谐振荡器特点1. 多谐振荡器没有稳定状态, 只有两个暂稳态。

2. 通过电容的充电和放电, 使两个暂稳态相互交替, 从而产生自激振荡, 无需外触发。

3．输出周期性的矩形脉冲信号, 由于含有丰富的谐波分量, 故称作多谐振荡器。

二、电路组成电路如图8.1 (a) 所示 , 定时元件除电容 C 之外 , 还有两个电阻 R1 和 R2 将高、低电平触发端 ( ⑥、②脚 ) 短接后连接到 C 与 R2 的连接处 , 将放电端 ( ⑦脚 ) 接到 R1与R2的连接处图8.1 (a) 电路组成 (b) 工作波形三、工作原理接通电源瞬间 t =to 时 , 电容 C 来不及充电 ,u c 为低电平 , 此时 ,555 定时器内 R =0,S=1, 触发器置 1, 即 Q =1, 输出u o 为高电平。

同时由于Q =0, 放电管 V 截止 , 电容 C 开始充电 , 电路进 入暂稳态。

一般多谐振荡器的工作过程可分为以下四个阶段 ( 见图 (b)):(1) 暂稳态 I(O ~t l): 电容 C 充电 , 充电回路为 V DD → R1 → R2 → C →地 ,充电时间常数为 为τ1=(R1+R2)C, 电容 C 上的电压 u c 随时间 t 按指数规律上升 , 此阶段内输出电压 uo 稳定在高电平。

(2) 自动翻转 I(t ＝tl): 当电容上的电压 uc 上升到了32V DD 时 , 由于 555 定时器内 S=0,R=1, 使触发器状态Q 由 1 变为 0, Q 由0变成 1, 输出电压 uo 由高电平跳变为低电平 , 电容 C 中止充电。

(3) 暂稳态 Ⅱ (t1~t2): 由于此刻Q ==1, 因此放电管 V 饱和导通 , 电容 C 放电 , 放电回路为 C → R2 →放电管 V →地 , 放电时间常数τ2=R 2C( 忽略 V 管的饱和电阻 ), 电容电压 u c 按指数规律下降 , 同时使输出维持在低电平上。

之宇文皓月创作晶体振荡器，简称晶振。

在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络，电工学上这个网络有两个谐振点，以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振，较高的频率是并联谐振。

由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近，在这个极窄的频率范围内，晶振等效为一个电感，所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路，由于晶振等效为电感的频率范围很窄，所以即使其他元件的参数变更很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变更。

晶振有一个重要的参数，那就是负载电容值，选择与负载电容值相等的并联电容，就可以得到晶振标称的谐振频率。

一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器（注意是放大器不是反相器）的两端接入晶振，再有两个电容分别接到晶振的两端，每个电容的另一端再接到地，这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容，请注意一般IC的引脚都有等效输入电容，这个不克不及忽略。

一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ，如果再考虑元件引脚的等效输入电容，则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振（谐振）的英文名称分歧，无源晶振为cr ystal（晶体），而有源晶振则叫做oscillator（振荡器）。

无源晶振需要借助于时钟电路才干发生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法其实禁绝确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。

谐振振荡器包含石英（或其晶体资料）晶体谐振器，陶瓷谐振器，LC谐振器等。

晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。

石英晶片所以能做振荡电路（谐振）是基于它的压电效应，从物理学中知道，若在晶片的两个极板间加一电场，会使晶体发生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在相应的方向上发生电场，这种现象称为压电效应。

如在极板间所加的是交变电压，就会发生机械变形振动，同时机械变形振动又会发生交变电场。

石英晶体谐振器From:欧阳联铂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。

一、石英晶体振荡器的基本原理1、石英晶体振荡器的结构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.为了防止Ag 电极被氧化,一般在封装时充入N2。

下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。

图12、压电效应若在石英晶体的两个电极上加一电场，晶片就会产生机械变形。

反之，若在晶片的两侧施加机械压力，则在晶片相应的方向上将产生电场，这种物理现象称为压电效应,如图2 所示。

如果在晶片的两极上加交变电压，晶片就会产生机械振动，同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小，但当外加交变电压的频率为某一特定值时，振幅明显加大，比其他频率下的振幅大得多，这种现象称为压电谐振，它与LC 回路的谐振现象十分相似。

它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

图23、符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图3 所示。

当晶体不振动时，可把它看成一个平板电容器称为静电电容C，它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关，一般约几个PF 到几十PF。

当晶体振荡时，机械振动的惯性可用电感L 来等效。

一般L 的值为几十mH 到几百mH。

晶片的弹性可用电容C 来等效，C 的值很小，一般只有0.0002～0.1pF。

晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R 来等效(与晶片表面光滑度成反比,粗糙平整度影响R 值,它决定了晶振80%的品质)，它的数值约为100Ω。

石英表的工作原理石英表是一种非常常见的时间测量设备，它的工作原理是基于石英晶体的振荡频率来测量时间。

石英表的精度非常高，可以达到每天误差不到一秒。

它的使用非常广泛，从普通的手表到高端的计时器都有应用。

石英表的工作原理可以分为两个部分，第一部分是石英晶体的振荡，第二部分是使用电路将振荡转化为时间信号。

下面我们将详细介绍这两个部分。

第一部分：石英晶体的振荡石英晶体是一种石英矿物，它是一种非常稳定的晶体材料，具有非常高的机械强度和化学稳定性。

它的分子结构是由硅和氧组成的，呈现出六面体的形状。

当石英晶体受到外界的电场作用时，它会发生压电效应，即晶体会产生机械振动。

这种振动是非常稳定的，因为石英晶体的机械强度非常高，而且它的分子结构非常稳定。

因此，石英晶体可以作为一个非常好的振荡器来使用。

石英表通常使用一个石英晶体作为振荡器。

这个石英晶体通常是一个小小的圆片，直径一般在几毫米到十几毫米之间。

这个圆片被放置在一个金属架子上，并且被连接到电路中。

当电路中的电场作用于石英晶体时，它会开始振荡。

这个振荡的频率非常稳定，一般在几万赫兹到几百万赫兹之间。

这个频率是非常高的，因此石英表可以非常准确地测量时间。

第二部分：使用电路将振荡转化为时间信号石英晶体的振荡虽然非常稳定，但是它本身并不能用来测量时间。

因此，我们需要使用电路将振荡转化为时间信号。

石英表通常使用一个非常简单的电路来测量时间。

这个电路包括一个计数器和一个分频器。

计数器用来计数石英晶体的振荡次数，而分频器则用来将高频率的振荡信号转化为低频率的时间信号。

具体来说，当石英晶体振荡一定次数后，计数器会加一。

当计数器的值达到一定数值时，分频器会将高频率的振荡信号转化为低频率的时间信号。

这个低频率的时间信号可以被用来驱动表盘，并且显示时间。

石英表的精度非常高，这是由于石英晶体的振荡非常稳定，并且使用的电路非常简单。

另外，石英表的结构也非常简单，这使得它的制造成本非常低。

芯片内振荡电路
芯片内振荡电路通常由芯片内部的电路和元件构成，用于产生时钟脉冲信号，以供芯片内部的数字电路使用。

振荡电路的实现方式有多种，其中一些常见的包括使用石英晶振、RC振荡电路等。

石英晶振是一种利用石英晶体谐振特性来产生稳定频率的器件，通常与芯片内部的电路相连，为芯片提供时钟信号。

由于石英晶振的频率稳定度高，因此被广泛应用于需要高精度时钟信号的场合。

RC振荡电路则是由电阻和电容构成的电路，通过正反馈作用产生振荡信号。

这种振荡电路的频率稳定性相对较低，但由于其电路简单、成本低廉，因此在一些对时钟精度要求不高的场合得到广泛应用。

此外，还有一些芯片内部集成了振荡电路，如微控制器、时钟芯片等。

这些芯片内部的振荡电路通常使用高精度时钟源，如晶振或振荡器，以提供稳定、准确的时钟信号。

总之，芯片内振荡电路是芯片中不可或缺的一部分，它为芯片的数字电路提供时钟信号，保证了芯片的正常工作和性能稳定。

串联、并联石英晶体振荡电路中石英晶体的作用
1、串联、并联石英晶体振荡电路中石英晶体的作用
石英晶体振荡电路是一种多种电子器件的组合，它可以提供定定的、可靠的频率。

石英晶体振荡电路可用于产生、调节、检测和锁定各种频率，如电视机的调谐器和声音的收音机等。

石英晶体和振荡电路中的其他电子器件是互相联系的，石英晶体的作用在于传输信号，控制振荡电路的频率。

串联石英晶体振荡电路是在振荡电路中使用的一种类型。

串联石英晶体振荡电路由电阻、电容、石英晶体和放大器构成，石英晶体在此种类型的振荡电路中填充放大器的输出电压，从而控制频率。

石英晶体振荡电路的频率取决于石英晶体的频率，当石英晶体的频率发生变化时，振荡电路的频率也会发生变化。

并联石英晶体振荡电路也是一种常用的类型，它由电阻、电容、双石英晶体以及一个放大器构成。

由于双石英晶体是并联的，因此对频率的控制是更为精确的。

并联石英晶体振荡电路的工作原理是，石英晶体向放大器输出信号，放大器将这些信号放大，从而产生振荡，使频率变得稳定。

综上所述，在串联、并联石英晶体振荡电路中，石英晶体的作用是传输信号，控制振荡电路的频率。

另外，串联石英晶体振荡电路的频率取决于石英晶体的频率，而并联石英晶体振荡电路的频率则由双石英晶体共同决定。

西勒电路起振条件（最新版）目录1.西勒电路概述2.西勒电路的起振条件3.西勒电路的应用正文一、西勒电路概述西勒电路，又称为石英晶体振荡电路，是一种广泛应用于通信、导航、广播等领域的振荡电路。

它的主要组成部分包括石英晶体、电容、电感、放大器和反馈电阻等。

西勒电路通过石英晶体与电容、电感等元器件的相互作用，产生稳定的振荡信号。

二、西勒电路的起振条件西勒电路的起振条件主要包括以下几点：1.频率范围：西勒电路的工作频率范围通常在几十千赫兹到几百千赫兹之间。

不同的频率范围需要选用不同规格的石英晶体。

2.相位补偿：为了使西勒电路稳定振荡，需要对其进行相位补偿。

相位补偿是通过调整电容、电感等元器件的数值，使电路的相位差为零，从而实现稳定的振荡。

3.阻抗匹配：西勒电路的输出阻抗应与负载阻抗相匹配，以保证输出信号的能量能够尽可能地传递给负载。

阻抗匹配通常通过调整反馈电阻的数值来实现。

4.电源稳定性：西勒电路的电源电压应保持稳定，以保证振荡信号的稳定性。

电源电压的波动可能导致振荡信号的频率和相位发生变化，影响电路的性能。

三、西勒电路的应用西勒电路广泛应用于通信、导航、广播等领域，其主要应用包括：1.通信：西勒电路产生的稳定振荡信号可以用于调制和解调通信信号，实现数据的传输。

2.导航：西勒电路产生的振荡信号可以用于导航系统的时间基准，精确测量飞行器的位置和速度。

3.广播：西勒电路产生的振荡信号可以用于广播电视信号的传输，保证信号的稳定性和可靠性。

总之，西勒电路是一种重要的振荡电路，其起振条件包括频率范围、相位补偿、阻抗匹配和电源稳定性等方面。