振蕩器是大多數(shù)電子產(chǎn)品都會具備的一款電子元件,石英晶體振蕩器也既是有源晶振,是一個完整的振蕩器，里面除了石英晶體外，還有晶體管和阻容元件。有源晶振不需要DSP的內(nèi)部振蕩器，信號質(zhì)量好，比較穩(wěn)定，而且連接方式相對簡單.既然說石英晶體振蕩器那肯定體內(nèi)的振蕩尤為重要了.那么關(guān)于振蕩器具備哪些振蕩條件呢？下面由康比電子給你一一道來.
振蕩條件
任何振蕩器，無論是RC、LC還是晶體控制的，都需要滿足兩個條件才能在期望的頻率下工作；在該頻率下，其環(huán)路增益必須大于1，其環(huán)路相移必須為零( 2n弧度，其中n = 0或整數(shù))。
實際上，振蕩器可以分為兩組:
1。)同相維持放大器。
反饋網(wǎng)絡(luò)必須在工作頻率提供零相移。
2。)反相維持放大器。
反饋網(wǎng)絡(luò)必須提供π弧度。
放大器反饋網(wǎng)絡(luò)
由于石英晶體在其串聯(lián)諧振頻率fr處呈現(xiàn)零相移，因此它可以單獨作為反饋分量。( 1 )。上面。)只要放大器具有足夠的增益來克服由于其輸入和輸出電阻以及充當分壓器的晶體R1而導(dǎo)致的損耗，電路將在fr振蕩。
如果與校準晶體的負載電容相等的電容器與晶體串聯(lián)放置，電路也可以在負載或并聯(lián)諧振頻率下振蕩。如果是微調(diào)器，額外的電容器提供了一種方便的石英晶體振蕩器頻率調(diào)節(jié)方法，并可用于調(diào)諧晶體校準容差。然而，需要更多的放大器增益，因為晶體ESR略高于R1，取決于C1和C0。
實際上，不存在沒有不想要相移的“完美放大器”。一些非反相放大器，特別是微處理器時鐘和采用級聯(lián)邏輯電路的放大器，可能在工作頻率上表現(xiàn)出明顯的滯后相移。更糟糕的是，在一些電路中，由于這些放大器中的許多非線性有源級，滯后在整個工作周期內(nèi)不是恒定的。結(jié)果是短期穩(wěn)定性差或抖動。
在晶體中，放大器內(nèi)的恒定滯后相移表現(xiàn)為電感Leq，如( 1 )中所示。)與完美放大器串聯(lián)。為了實現(xiàn)振蕩，電路必須呈現(xiàn)容抗，以抵消該電感；也就是說，它必須以低于fr的頻率振蕩。危險在于，由于與晶體C0諧振的電感以及與晶體C0并聯(lián)的任何“雜散”，可能會發(fā)生非晶體控制的振蕩。leq可以被串聯(lián)電容器CL抵消，以便將貼片晶振拉回到fr，如圖( 2 )所示。)上面。在這種情況下，必須理解，因為晶體再次是電阻性的，所以CL不是晶體負載電容。
相轉(zhuǎn)化
上述電路顯示了產(chǎn)生進一步相位反轉(zhuǎn)所需的反饋網(wǎng)絡(luò)。對于弧度的相移，網(wǎng)絡(luò)的要求是兩個串聯(lián)電抗之和不一定相等，可以抵消第三個電抗。這發(fā)生在兩個臂共振的時候。圖( 1 )表示了Pierce振蕩器的配置及其關(guān)系，考皮茨和克拉普。圖( 2 )。)代表哈特利和米勒。
由于并聯(lián)諧振器晶體已經(jīng)被校準以在其標記的頻率上提供感抗，因此它可以替代上述正電抗之一。只要呈現(xiàn)給晶振的總電容(包括放大器和雜散電容)等于振蕩時的負載電容，電路就會在頻率上工作。其中一個電容器可以是微調(diào)器，以允許微調(diào)。放大器可能比同相配置更完美，因為只需要使用一個有源級。
阻抗反轉(zhuǎn)振蕩器
電路( 1 )的一個變型。)以上是阻抗反轉(zhuǎn)振蕩器。使用Pierce或Colpitts電路，代替讓晶體抵消振蕩器電抗，將電感器與晶體串聯(lián)。這種布置經(jīng)常用于使用泛音晶體的石英晶體振蕩器中，以給出選擇性，降低不希望的模式的可能性，并且還允許使用串聯(lián)校準晶體。(這在非常高的頻率下是強制性的。)然而，注意，振蕩不會通過晶體C0發(fā)生；如果晶體被拉高fr，這是可能的。
典型振蕩器電路
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