石英晶体振荡器电路

石英晶体及其特性

1. 石英晶体谐振器
石英晶体具有正反压电效应。当晶体几何尺寸和结构一定时，它本身有一个固有的机械振动频率。当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时，晶体片的机械振动最大，晶体表面电荷量最多，外电路中的交流电流最强，于是产生了谐振。石英晶振的固有频率十分稳定，它的温度系数（温度变化1℃所引起的固有频率相对变化量）在10–6以下。石英晶振的振动具有多谐性,有基频振动和奇次谐波泛音振动。前者称为基频晶体，后者称为泛音晶体。晶体厚度与振动频率成反比，工作频率越高，要求晶片越薄。机械强度越差，加工越困难，使用中也易损坏。
2. 石英晶体的阻抗频率特性

符号    基频等效电路             完整等效电路
                              石英晶体谐振器

如上图：安装电容C0  约1~10pF
动态电感Lq  约103~102H
动态电容Cq  约10–4~10–1pF
动态电感rq  约几十~几百W
由以上参数可以看到
（1）因为而Lq较大，Cq与rq很小，石英晶振的Q值和特性阻抗r都非常高。Q值可达几万到几百万。
（2）由于石英晶振的接入系数P= Cq/(C0+ Cq)很小，所以外接元器件参数对石英晶振的影响很小。
由图(b)可以看到，石英晶振可以等效为一个串联谐振回路和一个并联谐振回路。
若忽略gq，则晶振两端呈现纯电抗。
串联谐振频率 ：
 

并联谐振频率：