深入探讨:石英晶体振荡电路的奥秘
大家好!在电子世界的繁星中,我们今天聚焦于一种微小却至关重要的元件——石英晶体。或许您在拆解石英表或遥控器时,曾与它有过亲密接触。
当电压施加于石英晶体两端时,它会开始振动。凭借其高精度与高稳定性,石英晶体被广泛应用于彩电、计算机等各种振荡电路中。
一、石英晶体的等效电路解析
如您所见,图1展示了石英晶体的等效电路。这个电路的结构是LCR串联后,再并联一个C0。当我们在其上下两端加上交流信号时,它的特性如图所示。
从图中我们可以观察到,在频率较低时,整个电路呈现容性,而随着频率的增加,电抗的绝对值也在增长。当电抗值变为正值,整个电路就呈现出感性。当容性与感性达到平衡点fs时,电抗为0,此时发生了串联谐振。
二、串联与并联谐振的探索
串联谐振频率fs是由公式fs=1/ 2π√LC计算得出。随着f的继续增加,电路逐渐接近一条渐近线。当f越过渐近线时,整体电路再次呈现容性。渐近线所对应的点fp是并联谐振的标志。
并联谐振频率fp则由公式fp=1 / 2π√L×CC0/(C+C0)计算得出,它与fs在实际电路中非常接近。这种稳定性得益于石英晶体的优异性能,使其在长时间内无累计误差。
三、石英晶体在电路中的应用
石英晶体在电路中不仅起到选频作用,还常被用于稳频电子产品中。例如在共基极放大器中,通过反馈回路中的石英晶体来选择频率。在电容三点式振荡器中,石英晶体充当感性元件,与电容器共同构成振荡器。
石英晶体的性能稳定、应用广泛。在我们的后续课程中,比如讲解单片机时,我们也会再次提到它的重要性。希望通过今天的讲解,大家能对石英晶体振荡电路有更深入的理解。
再次感谢大家的聆听!