一,石英晶體的物理化學性質(zhì)性能都十分穩(wěn)定,因此,它的等效諧振回路有很高的標準性(諧振回路的標準性指外界因素變化時它保持固有諧振頻率不變的能力).
二,它具有正、反壓電效應(yīng),而且在諧振頻率附近,其等效參數(shù)L很大,C很小,內(nèi)阻r也不高.所以它的Q值能夠達到數(shù)百萬量級.
三,在串、并聯(lián)諧振頻率之間很狹窄的工作頻率附近,有極陡峭的電抗特性曲線,因此對頻率的補償能力超強.
但是石英晶體諧振器也有缺點:每塊石英晶體都只有一個穩(wěn)定的振蕩頻率,因此不能直接用于波段振蕩器。
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石英晶體振蕩器的穩(wěn)頻原理
(1)石英晶體振蕩器的振蕩頻率主要由石英晶體諧振器的諧振頻率fq決定,fq主要取決于石英晶片的尺寸。石英晶體的物理性能和化學性能都十分穩(wěn)定,它的尺寸受外界條件如溫度、濕度、氣壓等變化的影響極小,使其諧振頻率fq十分穩(wěn)定,因而石英晶體諧振器上標志的標稱頻率是十分穩(wěn)定的,從而使石英晶體振蕩器具有很高的振蕩頻率穩(wěn)定度。
(2)與Q值只有200~300的普通LC回路相比,石英晶體諧振器具有很高的品質(zhì)因數(shù)Q =104~106。因而,石英晶體呈現(xiàn)的等效電抗x隨頻率的變化極其陡峭。當各種頻率不穩(wěn)定因素使振蕩回路的電抗產(chǎn)生±△X變化時,只要晶體振蕩頻率f作微量變化,高Q的石英晶體諧振器就可以產(chǎn)生一負正△X的電抗變化,來抵償外界因素變化的影響,使整個回路的總電抗 和∑X = 0,維持了反饋相位的平衡。
(3)石英晶體諧振器與晶體管等有源器件的接入系數(shù)極小,這大大減弱了晶體管的輸出電容、輸入電容等參數(shù)以及外電路中的不穩(wěn)定因素對石英晶體振蕩器決定頻率系統(tǒng)的影響, 這也有利于提高石英晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度。石英晶體諧振器的等效阻抗很大,它與晶體管等有源器件只要保持較松的耦合就能維持振蕩,石英晶體諧振器與晶體管的接入系數(shù)p大 約是10-3 ~ 10-4量級。