晶体振荡器
晶体泛音振荡器的电路
晶体泛音振荡器的电路晶体泛音振荡器是一种基于晶体的电路，用于产生高频振荡信号。
它由晶体振荡器和泛音振荡器两部分组成。
晶体振荡器是通过利用晶体的特性来产生稳定的高频振荡信号，而泛音振荡器则是通过对晶体振荡器的输出信号进行进一步处理，使其具有更高的频率和更大的输出功率。
晶体泛音振荡器的核心部件是晶体振荡器。
晶体振荡器是利用晶体的压电效应来产生振荡信号的。
晶体具有压电性质，当施加机械压力或电场时，会产生电荷分布的不均匀，从而形成电势差。
利用这种压电效应，可以将晶体作为振荡器的谐振元件。
晶体振荡器一般由晶体谐振器、放大器和反馈电路组成。
晶体谐振器是晶体振荡器的核心部件，它通过选择合适的晶体材料和谐振频率，使得振荡器能够产生稳定的高频振荡信号。
放大器负责放大晶体谐振器产生的微弱信号，以提供足够的输出功率。
反馈电路则起到稳定振荡器振荡频率的作用，通过将一部分输出信号反馈到输入端，使得振荡器能够维持稳定的振荡状态。
泛音振荡器是对晶体振荡器输出信号进行进一步处理的电路。
它通过多次倍频和放大，使得振荡器的输出频率增加到需要的范围，并提供足够的输出功率。
泛音振荡器一般由倍频器、放大器和输出滤波器组成。
倍频器通过多次倍频，将晶体振荡器的低频信号转换为更高的频率。
放大器负责放大倍频器输出的信号，以提供更大的输出功率。
输出滤波器则用于滤除非目标频率的信号，保证输出信号的纯净度和稳定性。
晶体泛音振荡器具有很多优点。
首先，它具有高频振荡的能力，能够产生从几百千赫兹到几千兆赫兹的高频信号。
其次，晶体振荡器具有很高的频率稳定性和较低的相位噪声，能够提供精确和可靠的振荡信号。
此外，晶体泛音振荡器的输出功率较大，能够满足各种应用的需求。
晶体泛音振荡器在通信、广播、无线电、雷达等领域有着广泛的应用。
在通信系统中，晶体泛音振荡器被用于产生高稳定性的载波信号，以确保信号的传输质量和可靠性。
在广播和无线电设备中，晶体泛音振荡器被用于产生精确的频率信号，以实现不同频率的调制和解调。
晶体振荡器电路原理
晶体振荡器电路原理一、晶体振荡器的原理晶体振荡器的工作原理基于“正反馈”和“谐振”的概念。
正反馈是指从电路输出端返回到输入端的部分信号会放大，并反过来再次输入到电路中的现象。
谐振是指当一个电路系统受到特定频率的激励时，输出信号会达到最大幅度的现象。
在晶体振荡器中，晶体是起到谐振作用的关键元件。
晶体具有谐振频率，当外部提供的激励频率等于晶体的谐振频率时，晶体会产生共振，从而使电路输出的信号幅度达到最大值。
同时，正反馈会将部分输出信号再次输入到电路中，进一步放大振荡信号。
二、晶体振荡器的电路结构晶体振荡器的电路结构主要由振荡回路、放大器和反馈网络构成。
振荡回路是由一个晶体和其它电子元件组成的回路，用于实现振荡信号的产生和放大。
放大器负责增加振荡信号的幅度，以弥补振荡回路可能损耗的能量。
反馈网络则将一部分放大的振荡信号反馈到振荡回路中，确保振荡器的正反馈条件得以满足。
三、晶体振荡器的工作方式1. 串联谐振振荡器（Colpitts Oscillator）：它是一种基于串联谐振电路的振荡器。
它包括一个三极管或场效应晶体管（FET），一个电容和两个电感。
当输入电压加到电路中时，电容和电感会形成一个串联谐振回路，产生共振。
晶体的谐振频率决定了振荡器的工作频率。
2. 并联谐振振荡器（Hartley Oscillator）：它是一种基于并联谐振电路的振荡器。
它包括一个电容、两个电感和晶体。
当输入电压加到电路中时，电容和电感会形成一个并联谐振回路。
晶体的谐振频率决定了振荡器的工作频率。
四、晶体振荡器的应用1.无线电通信：晶体振荡器用于无线电收发机中，产生稳定的射频信号。
这些信号在广播、电视、无线电导航和无线电通信等领域起着重要作用。
2.计算机：晶体振荡器用于计算机主板上的时钟电路。
它提供稳定的时钟信号，用于同步计算机各个部件的工作。
3.音频设备：晶体振荡器用于音频设备中的时钟电路和示波器中的时间基准电路。
它产生稳定的频率信号，用于确定音频设备的采样率和示波器的时间分辨率。
晶体振荡器原理
晶体振荡器原理晶体振荡器（Crystal Oscillator）是一种电子元件，它可以用来产生固定的频率信号。
它的工作原理是基于晶体的特性，利用晶体的折射率和反射率来产生一个固定频率的信号。
一. 晶体原理晶体振荡器是基于晶体的特性来工作的。
晶体是由一种结构排列构成的物质，它可以反射和折射电磁波。
晶体中的电磁波会受到晶体的折射率和反射率的影响，这样就可以产生一个固定频率的信号。
二. 晶体振荡器的工作原理晶体振荡器的工作原理是利用晶体的折射率和反射率来产生一个固定频率的信号。
它的工作原理如下：1. 晶体振荡器由一个晶体片和一个电路构成，晶体片由一种可以反射和折射电磁波的物质构成。
2. 当一个外部信号输入到晶体振荡器的电路中时，晶体片会受到折射和反射的作用，从而产生一个固定频率的信号输出。
3. 晶体振荡器的频率和频率稳定性取决于晶体片的特性，可以通过改变晶体片的形状来调整晶体振荡器的频率。
三. 晶体振荡器的应用晶体振荡器广泛应用于电子产品中，如电视、收音机、手机、电脑等。
它们可以用来产生一个固定频率的信号，用来同步和校准电子产品的工作频率，从而提高电子产品的性能。
此外，晶体振荡器还可以用来产生时钟信号，用来控制电子产品的时序。
总结晶体振荡器是一种电子元件，它可以用来产生固定的频率信号。
它的工作原理是基于晶体的特性，利用晶体的折射率和反射率来产生一个固定频率的信号。
晶体振荡器广泛应用于电子产品中，可以用来产生一个固定频率的信号，用来同步和校准电子产品的工作频率，从而提高电子产品的性能，也可以用来产生时钟信号，用来控制电子产品的时序。
电路中的振荡器介绍振荡器的种类和应用领域
电路中的振荡器介绍振荡器的种类和应用领域电路中的振荡器是指能够在不受外部信号源驱动下，在电路内自行产生周期性信号的电子设备。
振荡器在电子设备中广泛应用，例如无线电、雷达、计算机等领域，因此，了解振荡器的种类及其应用领域是十分重要的。
本文将介绍振荡器的种类及其应用。
1. 晶体振荡器晶体振荡器是常用的一种振荡器，它利用压电效应产生振荡。
晶体振荡器主要由压电石英晶片、放大器、反馈电路、电源和输出电路等组成。
晶体振荡器振荡频率的稳定性高，且精确度高，应用于频率稳定要求高的电路，例如计算机、通讯设备等领域。
2. 电感耦合振荡器电感耦合振荡器是利用电路中的电感和电容进行产生振荡的一种振荡器。
电感耦合振荡器主要由电容、电感、晶体管等元器件组成。
电感耦合振荡器的振荡频率范围广，应用于频率要求不高的电子设备，例如音频放大器、调谐器等领域。
3. 集成电路振荡器集成电路振荡器是可以直接集成在电路板上的一种振荡器。
集成电路振荡器主要由电容、电感、晶体管等元器件组成。
由于集成电路振荡器可以大规模生产，成本相对较低，因此在数字电路、计算机等领域应用最为广泛。
4. RC振荡器RC振荡器是利用电路中的电容和电阻形成的RC环路产生振荡的一种振荡器。
RC振荡器主要由电容、电阻、晶体管等元器件组成。
RC 振荡器的频率不稳定，但由于成本低廉，应用于一些低频率要求的电子设备，例如弱电信号接收与放大器。
5. 摆线振荡器摆线振荡器是利用物理学中的摆线定理产生振荡的一种振荡器。
摆线振荡器主要由模拟计算器、捷克电池表、过氧化银光源等元器件组成。
摆线振荡器的频率通常在几十千赫范围内，应用于高精度计时和频率测量等领域。
总之，电路中的振荡器种类多样，根据不同的应用领域和需求选择合适的振荡器是十分重要的。
对于电子爱好者来说，学习振荡器的原理和应用也是提高技能的一个重要方向。
晶振电路原理
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化很大，这个振荡器的频率也不会有很大的变化。
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，这个不能忽略。
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）的英文名称不同，无源晶振为crystal（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能产生振荡信号，自身无法振荡起来，所以“无源晶振”这个说法并不准确；有源晶振是一个完整的谐振振荡器。
谐振振荡器包括石英（或其晶体材料）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，会使晶体产生机械变形；反之，若在极板间施加机械力，又会在相应的方向上产生电场，这种现象称为压电效应。
如在极板间所加的是交变电压，就会产生机械变形振动，同时机械变形振动又会产生交变电场。
恒温晶体振荡器相关知识介绍
1 恒温晶体振荡器基本原理恒温晶体振荡器简称恒温晶振，英文简称为OCXO（Oven Controlled Crystal Oscillator）,是利用恒温槽使晶体振荡器中石英晶体谐振器的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。
OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的。
通常人们是利用热敏电阻“电桥”构成的差动串联放大器，来实现温度控制。
恒温晶振的基本结构见图1。
2 恒温晶体振荡器的应用领域1）军事和宇航领域：通讯导航、敌我识别器、雷达、传感器、制导系统、引信、电子战、声纳；2）科研与计量：原子钟、测量设备、遥测、遥感、遥控；3）工业领域：通讯、电信、移动/蜂窝/便携式终端、航空、航海、导航、仪器仪表、计算机、数字设备、显示器、磁盘驱动器、调制解调器、标识/认证系统、传感器；4）消费领域：手表与时钟、蜂窝与无绳电话机、普通电话机、呼叫器、音响设备、有线电视系统与电视机、PC、摄象机、业余无线电器材、玩具、医用装置与设备；5）汽车领域：引擎控制，立体声音响时钟，传感器，驾控计算机，GPS应用。
3 恒温晶体振荡器专业术语1）频率准确度：按规定条件要求，在基准温度下测试，晶体振荡器的频率相对于其规定标称值的最大允许偏差，即（f-f0）/f0；2）频率－温度稳定度：按规定条件要求，在规定温度范围内晶体振荡器输出频率的最大变化量相对于温度范围内输出频率极值之和的允许频偏值，即±（fmax-fmin）/(fmax+fmin)；3）频率老化：晶体振荡器输出频率随时间的变化，通常用某一时间间隔的频率来量度。
如0至30天的总变化或1年内的预定总频率变化等；4）工作温度范围：振荡器能正常工作。
其频率及其他性能均不超过规定的允许偏差的温度范围；5）稳定时间：振荡器从初始加电到稳定工作在规定极限值所需要的时间；6）相位噪声：是指信号功率与噪声功率的比率（C/N），是表征频率颤抖的技术指标。
晶体振荡器工作原理
晶体振荡器工作原理首先，我们先来了解晶体谐振器的工作原理。
晶体谐振器是利用晶体的回路谐振，使得电流和电压在晶体上保持正负相位差的电子器件。
晶体被割成一个频率高精度的谐振片，当电流流过晶体时，晶体会因电场的驱动下不断扭曲，从而改变电场的能量。
当电场能够恰好与晶格的周期相匹配时，电场能量会以较大的比例返回到电源或其他部分，从而形成回路谐振。
这种谐振会产生一个稳定的频率，这个频率取决于晶体的尺寸和晶体谐振器与电路其他部分的相互作用。
接下来，晶体谐振器的输出信号被放大器放大，以提供足够的电流和电压来驱动负载。
放大器通常是由一个或多个晶体管组成的。
晶体管的工作原理是利用控制电源的电压和电流来控制电流流过集电极和发射极之间的通道。
通过控制输入信号的幅度和频率，可以调整放大器的增益，并在输出端产生所需的幅度和频率。
总结一下，晶体振荡器的工作原理可以概括为谐振器、放大器和反馈电路的相互作用。
晶体谐振器利用晶体的回路谐振形成稳定的频率，放大器将谐振器的输出信号放大，反馈电路则将放大器的输出信号重新输入到谐振器，形成正反馈，增大振荡幅度并保持同相。
这种相互作用使晶体振荡器能够产生稳定而准确的时钟信号。
晶体振荡器的工作原理通过以上的介绍得以阐明。
其稳定性和准确性使得它成为众多电子设备中不可或缺的部分，广泛应用于无线通信、数据传输、计算机、钟表等领域。
由于振荡频率的稳定性对于系统性能的影响非常大，因此晶体振荡器的研究和发展也受到了广泛的关注。
随着技术的进步，未来晶体振荡器可能会更小、更节能，并且具备更高的频率稳定性，以满足日益增长的需求。
晶体振荡器工作原理
晶体振荡器工作原理
晶体振荡器是一种能产生稳定频率的电子设备，它的工作原理是基于晶体的谐振现象。
晶体振荡器主要由晶体谐振器和放大器两部分组成。
晶体谐振器是晶体振荡器的核心部件，它通常采用石英晶体、陶瓷谐振器或其他谐振器。
晶体谐振器的特点是具有固定的共振频率和高品质因数，能够在无外部激励的情况下产生稳定的谐振振动。
当电压施加在晶体上时，晶体的谐振器会产生机械能的扭曲，这种机械能会被转化为电能传输到晶体的表面。
当频率接近晶体的谐振频率时，晶体会迅速吸收能量，并以谐振频率振荡。
这个过程中，晶体表面的极性会以特定的频率来回偏移，产生交变电压信号。
放大器的作用是为晶体提供足够的增益，使谐振信号能够被放大和驱动外部电路。
晶体振荡器通常采用反馈回路来实现放大器的正反馈。
放大器将晶体振荡器产生的信号放大并送回晶体谐振器，这个反馈信号将增强晶体的振荡。
通过调节反馈回路的增益和相位，可以使晶体谐振器工作在其稳定的谐振频率上。
因为晶体谐振器具有固定的共振频率和高品质因数，所以晶体振荡器能够产生非常稳定的输出频率。
这使得晶体振荡器在许多应用中被广泛使用，如无线通信、计算机时钟、音频设备等。
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率稳定度），具体表现为：
1）石英晶体振荡器具有很高的标准性
2）石英晶体谐振器与有源器件的介入系数p很小，
一般为10-3~10-4
3）石英晶体谐振器具有非常高的Q值
3. 石英谐振器的等效电抗（阻抗特性）
石英晶体有两个谐振角频率。一个是左边支路的串联谐振角
频率q，即石英片本身的自然角频率。另一个为石英谐振器的
3.4 晶体振荡器
1. 石英晶体的物理特性：
石英是矿物质硅石的一种（也可人工制造），化学成分是SiO2，其形状 为结晶的六角锥体。图(a)表示自然结晶体，图(b)表示晶体的横截面。为了 便于研究，人们根据石英晶体的物理特性，在石英晶体内画出三种几何对称 轴，连接两个角锥顶点的一根轴ZZ，称为光轴，在图(b)中沿对角线的三条 XX轴，称为电轴，与电轴相垂直的三条YY轴，称为机械轴。
① 在 s ~ p 之间为正值，呈感性；
其他频段内为负值，呈容性。
② 在 s 上 Xcr = 0 ，为串联谐振；
在 p 上 Xcr ，为并联谐振。
图 3-4-3 晶体的阻抗曲线
又
p
1
Lq
CqC0 Cq C0
1 LqCq
LqCq
Lq
CqC0 Cq C0
Байду номын сангаас
s
1 Cq C0
因为 C0 >> Cq，所以 p 很靠近 实际振荡电路在晶体两端并接有CL
谐振频率 —— fs f fs 时，晶体呈高阻抗，反馈显著减弱，不能满足振 幅和相位起振条件，所以这种振荡器的振荡频率受晶体串 联谐振频率的控制，具有很高的频稳度。
2．电路 2 晶体串联谐振，等效为短路元件，电路符合三点式组成 法则，为电容三点式电路。
偏离串联谐振频率，晶体阻抗迅 速增大，电路不能振荡。
频稳度
晶体振荡器：超过 10 -5 LC 振荡器：10 -3 ~ 10 -5
晶体振荡器：采用石英谐振器控制和稳定振荡频率的振荡器。
2、等效电路
C0：静态电容和支架引线分布电容之和； Lq1、Cq1、rq1：晶体基频等效电路； Lq3、Cq3、rq3：晶体三次泛音等效电路
石英晶体振荡器之所以具有优良性能（很高的频
CL称为晶体的负载电容。
s
，则
fp
fs (1
1 2
Cq ) C0 CL
3.4.2 晶体振荡电路
一、并联型晶体振荡电路
晶体振荡器
1．电路[皮尔斯(Pirece)晶体振荡电路]
RB1、RB2 和 RE ： 分压偏置电路，
LC：高频扼流圈，
CB： 旁路电容，
(a)实际电路
(b)交流通路
图 3-4-1 皮尔斯振荡电路
振荡频率取决于晶体的串联谐振 频率。
并联谐振角频率p。
串联谐振频率
q
1 Lq C q
并联谐振频率
p
1
Lq
C0Cq C0 Cq
1 Lq C
2．电抗特性
可证：忽略 rq 时，晶体两端呈现纯电抗，其值近似为
Zcr (j )
jX cr
-j 1
C0
1 - (s )2
1 - (p )2
s
1 ,p
LqCq
1
Lq
CqC0 Cq C0
讨论：
CC：耦合电容。
2．原理
由等效电路，它与 Clapp 电路十分相似(Cq 类似于C3 )。
二、串联型晶体振荡电路
1．电路 1 当 f = fs 时，晶体串联谐振，等效为短路元件，T1、 T2管和外接晶体构成正反馈放大器，满足相位平衡条件，且 反馈最强，满足起振条件。
图 3-4-9 XK76 集成晶体振荡的内部电路
石英晶体具有正、反两种压电效应。当石英晶体沿 某一电轴受到交变电场作用时，就能沿机械轴产生机械 振动，反过来，当机械轴受力时，就能在电轴方向产生 电场。且换能性能具有谐振特性，在谐振频率，换能效
率最高。
将其接到振荡器的闭合环路中，利用其固有频 率，能有效地控制和稳定振荡频率。
压电效应：机械与电的相互转换效应。 正压电效应：外加力，产生电荷现象 逆压电效应：外加电压，产生机械振动现象。 振动特性：具有多谐性，除基频振动外还有奇 次谐波的泛音振动。