《rc正弦波振蕩電路》ppt課件-文庫吧
2024-12-30 04:39 本頁面
【正文】 :03 11 對于同相積分器 A2可有 ? ? ? ?011v t v t d tRC? ?對于反相積分器 A1可有 ? ? ? ?101v t v t d tRC?? ?? ? ? ?11 221v t v t d td tRC?? ?? ? ? ? ?2 112 2 21 0d v t vtd t R C??它是一個標(biāo)準(zhǔn)正弦振蕩方程式，其解為 ? ?? ?1000s inc o sv t A tv t A t??????? 0 1? RC 石英晶體振蕩電路 1. 正弦振蕩器的頻率穩(wěn)定問題 一、頻率穩(wěn)定性 振蕩器的 頻率穩(wěn)定度 是指由于外界條件的變化，引起振蕩器的實際工作頻率偏離標(biāo)稱頻率的程度 。 一般用角頻率或頻率的相對變化量，即 ??=?–?0為角頻率偏移 ， ?f=ff0為頻率偏移，稱為 絕對頻率穩(wěn)定度 。另一種表示， 即 ??/?0 或 ?f/f0來表示，其中 ?0為振蕩角頻率，稱為相對頻率穩(wěn)定度 ； 根據(jù)測試時間的長短 , 將頻率穩(wěn)定度分成 長期頻穩(wěn)度、 短期頻穩(wěn)度和瞬時頻穩(wěn)度 三種 , 測試時間分別為一天以上、 一天以內(nèi)和一秒以內(nèi) 頻率穩(wěn)定度通常用 PPM來表示 長期頻穩(wěn)度主要取決于元器件的老化特性 , 短期頻穩(wěn)度主要取決于電源電壓和環(huán)境溫度的變化以及電路參數(shù)的變化等等 , 而瞬時頻穩(wěn)度則與元器件的內(nèi)部噪聲有關(guān)。 04:03 12 Z?)( FA ?? ?? ? 0? 1? ?定性分析1, 外界因素僅使諧振回路固 有頻率 0? 變化 ,即 Z???? ???? )39。( 000 曲線平移)39。( 111 ??? ????? 在這種情況下有 : 10 ?? ???39。0? 39。1?? ? 2 諧振回路的品質(zhì)因數(shù) Q 變化 )()(111??????????????? 曲線斜率變化ZQ ? 39。1? 1?? Q 39。Q 3 ( FA ?? ? ) 的變化當(dāng) ( FA ?? ? ) 變化 1)( ??? ???? 曲線上下平移FA ? 1?? 39。1?故可看出提高頻率穩(wěn)定度的方法 :????????值增大減少減少Q(mào)FA )(0???o??1??1??04:03 13 三 , 振蕩器的穩(wěn)頻措施1, 提高振蕩器回路的標(biāo)準(zhǔn)性提高回路元件 L,C 的標(biāo)準(zhǔn)性 , 而 溫度是引起元件 L,C 變化的主要原因 , 電感 L 和電容 C 隨溫度變化的大小通常用溫度系數(shù)來表示 . 電感 : TL LL ????? 。 電容 : TC CC ????? LC 振蕩回路的溫度系數(shù) : )(210CLf Tff ??? ?????可見回路中的電感和電容元件應(yīng)選用溫度系數(shù)小的元件 , 另外還可采用溫度補(bǔ)償?shù)姆椒?, 減少晶體管對振蕩頻率的影響①極間電容 oeie CC , 對 o? 的影響 , ⅰ 加大回路總電容 , ⅱ 晶體管以部分接入方式接入回路 （ C L A P P 或 SE I L O R ） ②工作點及內(nèi)部狀態(tài)的變化 , 對 A?? 和 F? 的影響 , 可通過穩(wěn)定工作點及相位補(bǔ)償方法 .3, 減少負(fù)載的影響后級是振蕩器作用的負(fù)載 , 負(fù)載對振蕩器頻率的影響 負(fù)載阻抗的變化會引起諧振回路 o? 和 Q L 的變化 Q L 的下降更易受到 A?? 和 F? 等因素的影響 減少后級負(fù)載影響的方法有 : 減弱與負(fù)載之間的藕合 ,振蕩器后接緩沖器 .減少溫度影響 穩(wěn)定電源電壓 采取屏蔽措施 04:03 14 石英晶體振蕩器 (Crystal Oscillator) 一 , 晶體諧振器 ( C ry s ta l R e s o n a to r ) 振蕩回路的標(biāo)準(zhǔn)性和品質(zhì)因數(shù) Q 值是影響振蕩 器頻率穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素 , 為了提高振蕩回路的標(biāo) 準(zhǔn)性和 Q 值 . LC 的頻率穩(wěn)定度通常為 10 2 ～ 10 4 ， 選用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的工藝結(jié)構(gòu) , 但從工藝水 平看 , Q 值超過300 相當(dāng)困難 . 盡管減弱負(fù)載和晶體管本身的回路的藕合 , 這會引起等效諧振阻抗小 , 不易起振 .利用石英晶體的壓電效應(yīng) , 將它作為振蕩回路元件構(gòu)成石英晶體振蕩器 , 可以獲得很高的頻率穩(wěn)定度 .04:03 15 石英晶體的壓電效應(yīng) 基本特性是具有 正壓電效應(yīng)和反壓電效應(yīng) 。 當(dāng)交流電壓加在晶體兩端 , 晶體隨電壓變化產(chǎn)生應(yīng)變稱為 反壓電效應(yīng) ； 而機(jī)械振動產(chǎn)生的應(yīng)變又使晶體表面產(chǎn)生交變電荷成為 正壓電效應(yīng) 。 當(dāng)晶體幾何尺寸和結(jié)構(gòu)一定時 , 它本身有一個固有的機(jī)械振動頻率。 晶片厚度與振動頻率成反比 , 工作頻率越高 , 要求晶片越薄 , 因而機(jī)械強(qiáng)度越差 , 加工越困難 , 使用中也易損壞。 當(dāng)外加交流電壓的頻率等于晶體的固有頻率 ωs時 , 晶體片的機(jī)械振動最大 , 晶體表面電荷量最多 , 外電路中的交流電流最強(qiáng) , 于是產(chǎn)生了 諧振 。 石英諧振器產(chǎn)生機(jī)械振動時，有基音振動，還有各種奇次泛音振動。 利用基音振動實現(xiàn)對頻率控制的晶體稱為 基音晶體 ，其余稱為 泛音晶體 。 04:03 16 Co Cg Co Cg5 Cg3 Cg Lg Lg3 Lg5 Lg Rg 石英晶體等效電路 其中 C 0 晶體靜態(tài)電容 , C g : 基頻等效電容 , L g : 等效電感 , R g : 等效電阻 , 一般 : L g 很大 （ 高頻 約 5 mH 、 低頻 3 0 0 H ） , C g 值很小 （ 0 . 0 1 ～ 0 . 2 pF ） , R g 為 幾十 ～ 幾 百 歐 ， Q 值可達(dá)百萬(1 0 6 ) 量 級 04:03 17 Co Cg Lg Rg 2, 串 , 并聯(lián)諧振頻率 串聯(lián)諧振頻率 :ggq LC21f?? 并聯(lián)諧振頻率 :)2
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