晶振电路的原理和作用 晶振电路结构特点及应用方面(2)

晶振电路的原理和作用

它们的工作原理是机转电、电转机的原理。由电感、电容组成的谐振电路是磁场和电场的一直转换。

这就是我们通常所说的电磁感应；事实上，它在电路中的应用是把它看成是一个高Q值的电磁谐振电路。

因为石英晶体的损耗非常小，也就是说，Q值非常高。作为振荡器，它可以产生非常稳定的振荡。当用作滤波器时，它可以得到非常稳定和陡峭的带通曲线或带阻曲线。

通常采用晶振的电路，如图4（a）的考毕兹交流等效振荡电路；

如图4（b）中是晶振交流的等效电路，电容Cv是用来调节振荡频率，一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现，这也是压控作用的机理；

把晶体的等效电路代替晶体后如图1c。其中Co，C1，L1，RR是晶体的等效电路。

根据分析，Cv改变频率是有限的：当电路中电容为Cbe、Cce、Cv三个电容串联和Co并联再和C1串联，可决定振荡的频率。

我们可以看出：C1越小，Co越大，Cv变化时对整个电路电容的作用就越小。因此，可“电压控制”的频率范围越小。

实际上，由于C1很小（1E-15量级），Co不能忽略（1E-12量级，几PF）。

所以，随着Cv的增加，降低信道频率的效果变得越来越小。随着Cv的减小，增加通道频率的影响变得越来越大。

这一方面是它导致电压控制特性的非线性。电压控制范围越大，非线性越严重；

另一方面，分给振荡的反馈电压（Cbe上的电压）却越来越小，最后导致停振。采用泛音次数越高的晶振，其等效电容C1就越小；因此频率的变化范围也就越小。

3、晶振的应用

晶振不仅可用为MCU的时钟，也在其他领域用途广泛，例如：

科尔皮兹晶体振荡器：它用于产生频率非常高的正弦输出信号。

该振荡器可以用作不同类型的传感器，例如温度传感器。在Colpitts电路中使用一些器件，可以实现更高的温度稳定性和高频率。