晶体振荡器：电路，频率和工作原理

晶体振荡器操作逆压电效应原理，其中施加在晶体表面上的交流电导致其在其固有频率下振动。这些振动最终被转换成振荡。

这些振荡器通常由石英晶体制成，其他物质如Rochelle Salt和Tourmaline展示了压电效果，因为，与他人相比，石英是廉价的，自然可用的，机械强度。

在晶体振荡器中，晶体适当地切割并安装在两个金属板之间，如图1A所示，其电力等效物由图1B所示。实际上，水晶表现得像一个系列RLC电路，由组件形成

1. 低值电阻r_S.
2. 一个大值电感_S.
3. 一个小值电容器C._S.

这将与之平行电容电极C_P.。

由于C的存在_P.，晶体将在两个不同的频率viz上产生共鸣。

1. 系列谐振频率，f_S.当串联电容C发生时发生_S.用串联电感L共振_S.。在这个阶段，晶体阻抗将是最少的，因此反馈量将是最大的。给出了相同的数学表达式
   
2. 平行谐振频率，f_P.这是展出的电抗L._S.C_S.腿等于的电抗并行电容器C_P.即L._S.和C._S.用C共鸣_P.。在此瞬间，晶体阻抗将是最高的，因此反馈将是最小的。在数学上，可以给予
   

的行为电容器将在f下方电容_S.以上_P.。然而，对于在f之间存在的频率_S.以上_P.，晶体的行为将是归纳的。进一步，当频率等于并联谐振频率f时_P.，然后l之间的相互作用_S.和C._P.将形成一个并行调谐的LC罐电路。因此，可以将晶体视为串联和并行调谐谐振电路的组合，因为它需要在这两个中间的任何一个中调整电路。此外，应该注意的是_P.将高于f_S.并且两者之间的接近将由晶体中的晶体和晶体的尺寸决定。

晶体振荡器可以通过将晶体连接到电路中来设计，使得在以串联 - 谐振模式（图2A）和在防谐振或并联谐振模式下操作时，它提供低阻抗（图2B）。

在所示的电路中，电阻器R.₁和R.₂形成分压器网络而发射器电阻r_E.稳定电路。进一步，c_E.（图2A）在耦合电容器C时充当交流旁路电容器_C（图2A）用于阻止收集器和基座端子之间的DC信号传播。

接下来，电容器C₁和C.₂在图2B的情况下形成电容分频器网络。此外，还存在电路中的射频线圈（RFC）（图2A和2B中的RFC），其提供了双重优势，因为它提供了DC偏置，以及释放受AC信号影响的电路输出在电力线上。

为提供权力振荡器，电路中的振荡的幅度增加，直到达到点，其中放大器中的非线性会降低循环增益。

接下来，在达到稳态时，反馈回路中的晶体高度影响操作电路的频率。此外，这里，频率将自适应地自适应，以便于晶体向电路呈现电抗，使得满足Barkhausen相位要求。

通常，晶体振荡器的频率将被固定为晶体的基本或特征频率，这将由晶体的物理尺寸和形状决定。

但是，如果晶体是非平行的或不均匀的厚度，则它可能以多个频率产生谐振，导致谐波。

此外，晶体振荡器可以调整为偶数或奇数谐波基波频率，分别称为谐波和泛音振荡器。

这是通过添加电容器或增加晶体的并联谐振频率的情况的情况下降或增加电感器分别穿过晶体。

晶体振荡器的典型工作范围为40kHz至100MHz，其中低频振荡器使用Opamps设计，而使用过频率设计晶体管（BJTS.或者FETS.）。

由电路产生的振荡频率由晶体的串联谐振频率决定，并将不受电源变化的影响电压结果，晶体管参数等，晶体振荡器表现出高Q系数具有出色的频率稳定性，使它们最适合高频应用。

但是，应注意，以便仅使用最佳功率驱动晶体。这是因为，如果输送到晶体的功率太大，则可以在晶体中激发寄生虫谐振，这导致不稳定的谐振频率。

此外，即使其输出波形也可能由于其相位噪声性能的劣化而被扭曲。此外，由于过热，甚至可以导致设备（晶体）的破坏。

晶体振荡器尺寸紧凑，成本低，它们广泛用于电子战系统，通信系统，指导系统，微处理器，微控制器，空间跟踪系统，测量仪器，医疗设备，计算机，数字系统，仪表，阶段 -锁定循环系统，调制解调器，传感器，磁盘驱动器，海洋系统，电信，发动机控制系统，时钟，全球定位系统（GPS），有线电视系统，摄像机，玩具，视频游戏，无线电系统，蜂窝电话，定时器等。