頻率穩(wěn)定性是振蕩電路的重要技術(shù)指標(biāo)。一般的LC振蕩電路,雖然采用了多種穩(wěn)頻措施,但其頻率穩(wěn)定度只能達到10-4-10-5階。如果要求頻率穩(wěn)定性高于10-5階,則必須使用晶體振蕩器電路。晶體振蕩電路采用石英諧振器作為振蕩電路元件。它利用石英諧振器的諧振特性來控制和穩(wěn)定振蕩電路的振蕩頻率。
石英諧振器是由石英晶體在一定方位角的AT、BT、CT、DT、ET、GT、NT和X+5切向形狀的諧振器。幾種常用切削類型的主要性能見表5.3-3。
石英板的振動具有多諧波特性,除基頻振動外,還存在奇次諧波的泛音振動。石英諧振器可以利用其基頻振動和泛音振動。前者被稱為瀝青晶體,后者被稱為泛音晶體。泛音晶體和基音晶體的等效電路相同,但參數(shù)不同。泛音頻不是基頻的整數(shù)倍,而是接近奇數(shù)倍,不能同時存在。泛音晶體一般使用三次和五次泛音振動,但很少使用九次以上的泛音振動。
由于石英諧振器具有很高的Q值、很小的P值、良好的物理化學(xué)穩(wěn)定性和較高的電路標(biāo)準,晶體振蕩器電路具有很高的頻率穩(wěn)定性。低精度石英諧振器的頻率穩(wěn)定性一般可達到10-5階。采用中精度石英諧振器,頻率穩(wěn)定度可達10-6個數(shù)量級。采用單層恒溫控制,頻率穩(wěn)定度可達到10-7~10-8個數(shù)量級。采用高精度諧振器和雙層恒溫控制晶體振蕩電路,頻率穩(wěn)定度可達到10-9到10-11個數(shù)量級。表5.3-4列出了幾種石英諧振器的參數(shù)。
石英諧振器較大的缺點是它不能在帶內(nèi)工作。晶體只能提供目前廣泛發(fā)展的頻率合成技術(shù),以克服這一缺點。
根據(jù)晶體在振蕩電路中的不同功能,晶體振蕩電路可分為并聯(lián)電路和串聯(lián)電路。晶體工作在調(diào)頻和調(diào)頻之間,在三點電路中用作回路電感。相應(yīng)的振蕩電路稱為并聯(lián)晶體振蕩器。晶體在FA上工作,相當(dāng)于串聯(lián)諧振電路。相應(yīng)的振蕩電路稱為串聯(lián)晶體振蕩器。并聯(lián)連接是廣泛使用的。