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更全面的分析Oscillator的工作原理提升应用效率

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浏览：- 发布日期：2020-07-21 17:46:57【大中小】

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更全面的分析Oscillator的工作原理提升应用效率

Oscillator虽然在多年以前就已经开始生产了,但是应用产品比较少,也就在一些要求比较高的电子产品上才会应用得上,比如GPS定位系统,通信产品,以及一些大型家电上面;随着电子行业的发展,各种高新技术产品层出不穷,所以当下晶体振荡器产品(温补晶振,压控晶振,差分晶振等)的市场需求量越来越大;所以我们需要对其工作原理进行更详细的了解,这样才能够在应用过程中提升工作效率.

晶体控制振荡器可以被认为是由放大器和反馈网络组成,该反馈网络选择放大器输出的一部分并将其返回到放大器输入.如下图所示:

并且一个振荡器电路开始工作的前提条件可分为两个方面,一个是环路功率增益必须等于1,再一个就是环路相移必须等于0,2Pi,4Pi等弧度.而且,反馈到放大器输入的功率必须足以提供振荡器输出,放大器输入并克服电路损耗.

振荡器工作的确切频率取决于振荡器电路内的环路相角偏移.相位角的任何净变化都将导致输出频率的变化.由于振荡器的通常目标是提供基本上独立于变量的频率,因此必须采用一些使净相移最小的方法.最小化净相移的最佳方法,当然也是最常见的方法,是在反馈环路中使用石英晶体单元.

石英晶体的阻抗会随着施加频率的变化而急剧变化,以至于所有其他电路元件都可被视为具有基本恒定的电抗.因此,当在振荡器的反馈环路中使用晶体单元时,晶体单元的频率将自行调整,以使贴片晶振单元呈现出满足环路相位要求的电抗.石英晶体单元的电抗与频率的关系图示如下.

更全面的分析Oscillator的工作原理提升应用效率

从图2.0可以明显看出,石英晶体单元具有两个零相位频率.第一个或两者中的较低者是串联谐振频率,通常缩写为Fs.零相位的两个频率中的第二个或更高频率是并行或反谐振频率,通常缩写为Fa.串联和并联谐振频率在振荡器电路中都表现为电阻性.在串联谐振点,电阻最小,电流最大.在并联点,电阻最大,电流最小.因此,绝不能将并联谐振频率Fa用作振荡器电路的控制频率.