晶体的串联和并联谐振图解

晶体的串联和并联谐振图解
石英晶体的外壳上标有器件的额定工作频率，但那只是一个近似值，实际上晶体有多个谐振频率，即使在理想情况下也是如此。

图1显示了理想晶体的等效电路，其中只有三个电路元件，串联的电容C1和电感L1、与该L1 C1串联对并联的另一个电容C2。

图1：理想石英晶体的等效电路
在特定的串联谐振频率，输入阻抗Z为零，L1和C1处于串联谐振。

电容C2与此无关。

然而，在特定的并联谐振频率，输入阻抗Z达到无穷大。

这是C2与L1 C1的串联组合发生并联谐振的频率，呈现电感性阻抗。

要使L1 C1对在并联谐振时呈现感性，并联谐振必须发生在比串联谐振更高的频率。

因此，并联谐振频率只能比串联谐振频率高，即使只高一点点。

并联谐振频率绝不会低于串联谐振频率。

至于哪个谐振对你更重要，则取决于应用。

借助不复杂的数学运算，阻抗Z可以表示如下：
图2：阻抗公式
串联谐振频率：Fseries = 1/（2 * pi * sqrt（L1 C1））
并联谐振频率：Fparallel = 1/（2 * pi * sqrt（L1 C1 C2 /（C1 + C2）））
图3：串联和并联谐振的相对位置。

9种晶体振荡器电路汇总一、70MHz并联晶体振荡器电路:图1. 70MHz并联晶体振荡器电路三极管TV2进行信号放大，经电容C8耦合输出。

其中，电阻RI、R2和电阻R5、R6、R7是三极管VT1和VT2的直流偏置元件。

L2是高频扼流线圈，给振荡管VT1的集电极电流提供一个直流通路。

C2为隔直电容。

C3、C7是交流旁路电容，使VT1的发射极处于交流零电位，但直流电位不为零。

电感L1，电容C6，电阻R3为改善电源滤波电路，其作用是减少纹波电压以振高直流分量。

略调电容C4、C8，可以改变耦合信号的大小。

1.元器件选择电容C1为20p,C2为100p，C3、C7为820p，C4为56p，C5、C8为47p, C6为47u/50V。

电感L1为22uH(色码电感)，L2为0.3uH。

电阻R1为1.6kΩ，R2为1kΩ，R3为750Ω，R4为180Ω、1W，R5为1.3kΩ，R6为3kΩ，R7为360Ω，R8为470Ω，R9—R12为300Ω、2W。

三极管VT1、VT2选3DG82B，65≤β≤115。

晶体SJT用JA9B型－70MHz。

继电器KM为JUC-1M。

2.使用时应注意（1） 在应用石英晶体时，有一个必须注意的实际问题，这就是晶体本身的激励功率。

激励功率较大时，输出功率也大，这时，晶体三极管引入的噪声影响不大。

但是，晶体激励功率过大会使晶体长期稳定性（老化特性）变坏。

晶体激励功率小时，长期稳定性较好，但是使用低噪电子元件技术网是第一个针对电子元器件应用、选型和实用设计方案的技术网络媒体。

声晶体三极管较佳。

（2） 由于晶体频率受温度影响很大，为保证对晶体频率稳定度的要求，必须注意晶体恒温。

即将晶体放在恒温槽内，由恒温控制电路来保证恒温槽内的温度使其维持在晶体的拐点温度。

因此，为使振荡频率和震荡幅度稳定，将晶体SJT和VT1、VT2放入恒温箱内。

恒温箱是用R9－R12四只2W金属膜电阻加热，一只小型密封温度继电器KM作温度控制元件。

晶体谐振器与振荡器晶体谐振器在RLC振荡电路中的主要作用就是滤波,晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路；实际的晶振交流等效电路如图1b，其中Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。

其中Co，C1，L1，RR是晶体的等效电路。

分析整个振荡槽路可知，利用Cv来改变频率是有限的：决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。

可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。

因而能“压控”的频率范围也越小。

实际上，由于C1很小(1E-15量级)，Co不能忽略(1E-12量级，几PF)。

所以，Cv变大时，降低槽路频率的作用越来越小，Cv变小时，升高槽路频率的作用却越来越大。

这一方面引起压控特性的非线性，压控范围越大，非线性就越厉害；另一方面，分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小，最后导致停振。

采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。

晶振的指标总频差：在规定的时间内，由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大偏差。

说明：总频差包括频率温度稳定度、频率老化率造成的偏差、频率电压特性和频率负载特性等共同造成的最大频差。

一般只在对短期频率稳定度关心，而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。

例如：精密制导雷达。

频率稳定度：任何晶振，频率不稳定是绝对的，程度不同而已。

一个晶振的输出频率随时间变化的曲线如图2。

图中表现出频率不稳定的三种因素：老化、飘移和短稳。

图2 晶振输出频率随时间变化的示意图曲线1是用0.1秒测量一次的情况，表现了晶振的短稳；曲线3是用100秒测量一次的情况，表现了晶振的漂移；曲线4 是用1天一次测量的情况。

表现了晶振的老化。

频率温度稳定度：在标称电源和负载下，工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。

并联谐振和串联谐振一、概述谐振电路是一种能够在特定频率下实现高效能量传输的电路。

谐振电路分为并联谐振和串联谐振两类，它们的共同点是在特定频率下具有较大的阻抗，从而实现了高效能量传输。

本文将详细介绍并联谐振和串联谐振的原理、特点、应用等方面。

二、并联谐振1. 原理并联谐振电路由一个电感L和一个电容C组成，如图1所示。

当交流信号通过该电路时，如果信号频率与电感和电容的共振频率相同，则会在该频率下形成高阻抗状态，从而实现了高效能量传输。

2. 特点（1）具有较大的输入阻抗，在输入端不会对信号源造成负载影响；（2）输出端阻抗小，适合驱动低阻抗负载；（3）对于变化较小的负载变化具有一定的稳定性。

3. 应用（1）用于滤波器设计中，可以实现对某一特定频率进行滤波；（2）用于无线通信系统中，可以实现对信号进行选择性放大；（3）用于音频放大器中，可以实现对特定频率的信号进行放大。

三、串联谐振1. 原理串联谐振电路由一个电感L和一个电容C组成，如图2所示。

当交流信号通过该电路时，如果信号频率与电感和电容的共振频率相同，则会在该频率下形成低阻抗状态，从而实现了高效能量传输。

2. 特点（1）具有较小的输入阻抗，在输入端会对信号源造成一定的负载影响；（2）输出端阻抗大，适合驱动高阻抗负载；（3）对于变化较小的输入信号变化具有一定的稳定性。

3. 应用（1）用于无线通信系统中，可以实现对信号进行选择性滤波；（2）用于音频放大器中，可以实现对特定频率的信号进行放大；（3）用于LC振荡器中，可以实现产生稳定的正弦波输出。

四、总结并联谐振和串联谐振是两种常见的谐振电路，在特定应用场景下具有各自独特的优势。

并联谐振适合驱动低阻抗负载，具有较大的输入阻抗和对负载变化的稳定性；串联谐振适合驱动高阻抗负载，具有较小的输入阻抗和对输入信号变化的稳定性。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的谐振电路。

并联谐振和串联谐振现象及特点详解串联谐振和并联谐振是电路中常见的两种谐振现象，它们在电路中产生谐波并影响信号的传输。

本文将详细介绍这两种谐振现象及其特点。

一、串联谐振简介串联谐振是指在电路中，信号源与电阻、电容、电感等元件串联，使电流流过每个元件，产生谐波的一种谐振现象。

串联谐振通常在高频电路中比较常见，其特点如下：电流与信号源频率相关：当信号源频率与电路的固有频率相等时，电路发生串联谐振，此时电流最大。

如果信号源频率偏离电路的固有频率，则电流会减小。

电阻、电容、电感对电流的影响：在串联谐振电路中，电阻、电容和电感对电流都有一定的影响。

电阻会消耗能量，使电流减小；电容和电感会存储能量，与电阻相互作用，产生谐波。

电压增益：在串联谐振电路中，电压增益是指输出电压与输入电压之比。

当电路发生谐振时，电压增益最大，输出电压最强。

选择性：串联谐振电路具有选择性，即当信号源频率与电路固有频率相等时，电路才会发生谐振。

如果信号源频率偏离电路固有频率，则电路不会发生谐振。

二、并联谐振简介并联谐振是指在电路中，信号源与电阻、电容、电感等元件并联，使电压在每个元件上分配，产生谐波的一种谐振现象。

并联谐振通常在低频电路中比较常见，其特点如下：电压与信号源频率相关：当信号源频率与电路的固有频率相等时，电路发生并联谐振，此时电压最大。

如果信号源频率偏离电路的固有频率，则电压会减小。

电阻、电容、电感对电压的影响：在并联谐振电路中，电阻、电容和电感对电压都有一定的影响。

电阻会使电压降低；电容和电感会使电压升高，与电阻相互作用，产生谐波。

电流增益：在并联谐振电路中，电流增益是指输出电流与输入电流之比。

当电路发生谐振时，电流增益最大，输出电流最强。

选择性：并联谐振电路也具有选择性，即当信号源频率与电路固有频率相等时，电路才会发生谐振。

如果信号源频率偏离电路固有频率，则电路不会发生谐振。

总之，串联谐振和并联谐振是电路中常见的两种谐振现象，它们具有不同的特点和应用场景。