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更多>>陶瓷諧振器常見振蕩器電路
來源：http://m.jqhs.com.cn 作者：康比電子 2019年03月30
陶瓷諧振器的工作原理
等效電路常數:圖1.2顯示了陶瓷諧振器的符號.端子間的阻抗和相位特性如圖1.5所示.該圖說明諧振器在提供最小阻抗的頻率fr(諧振頻率)和提供最大阻抗的頻率fa(反諧振頻率)之間的頻率范圍內變為電感性的.它在其他頻率范圍內變得具有電容性.這意味著雙端諧振器的機械振動可以用等效電路代替,該等電路由串聯和并聯諧振電路的組合構成,其中包括電感器L,電容器C和電阻器R.在諧振頻率附近,等效電路可以表示如圖1.4所示.fr和fa頻率由壓電陶瓷材料及其物理參數決定.等效的循環常數可以從以下公式確定:
考慮到fr<f<fa的有限頻率范圍,阻抗給定為Z=Re+jwLe(Le<=0),如圖1.5所示.陶瓷諧振器應作為具有損耗Re()的電感器Le(H)操作.圖1.1表示陶瓷諧振器和石英晶體諧振器之間等效電路常數的比較,注意,電容和Qm存在很大差異,這導致實際操作時振蕩條件的差異.附錄中的表格顯示了每種陶瓷激光器的等效電路常數的標準值.除了期望的振蕩模式之外,存在用于其他振蕩模式的高次諧波.存在這些其他振蕩模式是因為陶瓷諧振器使用機械??共振.圖1.6顯示了這些特征.
基本振蕩電路
通常,振蕩電路可分為以下三種類型:
1.積極的反饋
2.負電阻元件
3.在陶瓷諧振器,石英晶體諧振器和LC振蕩器的情況下,傳輸時間或相位的延遲,正反饋是首選電路.
在使用LC的正反饋振蕩電路中,通常使用Colpitts和Hartley的調諧型反耦合振蕩電路.見圖1.7.
在圖1.7中,使用了最基本的放大器晶體管.
振蕩頻率與由Colpitts電路中的L,CL1和Cl2組成的電路的諧振頻率大致相同,或者由Hartley電路中的L1,L2和C組成.這些頻率可以用下面的公式表示.
在陶瓷諧振器振蕩器中,利用陶瓷諧振器代替電感器,利用諧振器在諧振和反諧振頻率之間變為電感的事實.最常用的電路是Colpitts電路.
這些振蕩電路的工作原理如圖2.1所示.當滿足以下條件時發生振蕩.環路增益:G=a:B>1相位數量:
在Colpitts電路中,使用180的反轉,并且在反饋電路中用L和C反轉大于=180.用陶瓷諧振器的操作可以認為是相同的.
應用
典型的振蕩電路:陶瓷諧振器最常見的振蕩器電路是Colpitts電路.電路的設計隨應用和要使用的IC等而變化.雖然電路的基本配置與晶體控制石英晶體振蕩器的基本配置相同,但機械Q的差異是由電路常數的差異引起的.一些典型的例子如下.
設計注意事項:使用逆變器門將數字IC配置成振蕩電路變得越來越普遍.下頁的圖3.1顯示了帶CMOS反相器的基本有源晶振振蕩電路的配置.INV.1用作振蕩電路的反相放大器.INV.2用作波形整形器,并且還用作輸出的緩沖器.反饋電阻Rf在逆變器周圍提供負反饋,以便在通電時振蕩開始.如果Rf的值太大而輸入逆變器的絕緣電阻太低,則由于環路增益的損失,振蕩將停止.而且,如果Rf太大,則可以將來自其他電路的噪聲引入振蕩電路.顯然,如果1M的Rf通常與陶瓷諧振器一起使用.阻尼電阻Rd具有以下功能,但有時省略.它使逆變器和反饋電路之間的耦合松動;從而減小逆變器輸出側的負載.此外,反饋電路的相位穩定.它還提供了一種降低高頻增益的方法,從而防止了寄生振蕩的可能性.
等效電路常數:圖1.2顯示了陶瓷諧振器的符號.端子間的阻抗和相位特性如圖1.5所示.該圖說明諧振器在提供最小阻抗的頻率fr(諧振頻率)和提供最大阻抗的頻率fa(反諧振頻率)之間的頻率范圍內變為電感性的.它在其他頻率范圍內變得具有電容性.這意味著雙端諧振器的機械振動可以用等效電路代替,該等電路由串聯和并聯諧振電路的組合構成,其中包括電感器L,電容器C和電阻器R.在諧振頻率附近,等效電路可以表示如圖1.4所示.fr和fa頻率由壓電陶瓷材料及其物理參數決定.等效的循環常數可以從以下公式確定:
通常,振蕩電路可分為以下三種類型:
1.積極的反饋
2.負電阻元件
3.在陶瓷諧振器,石英晶體諧振器和LC振蕩器的情況下,傳輸時間或相位的延遲,正反饋是首選電路.
在使用LC的正反饋振蕩電路中,通常使用Colpitts和Hartley的調諧型反耦合振蕩電路.見圖1.7.
在圖1.7中,使用了最基本的放大器晶體管.
振蕩頻率與由Colpitts電路中的L,CL1和Cl2組成的電路的諧振頻率大致相同,或者由Hartley電路中的L1,L2和C組成.這些頻率可以用下面的公式表示.
這些振蕩電路的工作原理如圖2.1所示.當滿足以下條件時發生振蕩.環路增益:G=a:B>1相位數量:
在Colpitts電路中,使用180的反轉,并且在反饋電路中用L和C反轉大于=180.用陶瓷諧振器的操作可以認為是相同的.
典型的振蕩電路:陶瓷諧振器最常見的振蕩器電路是Colpitts電路.電路的設計隨應用和要使用的IC等而變化.雖然電路的基本配置與晶體控制石英晶體振蕩器的基本配置相同,但機械Q的差異是由電路常數的差異引起的.一些典型的例子如下.
設計注意事項:使用逆變器門將數字IC配置成振蕩電路變得越來越普遍.下頁的圖3.1顯示了帶CMOS反相器的基本有源晶振振蕩電路的配置.INV.1用作振蕩電路的反相放大器.INV.2用作波形整形器,并且還用作輸出的緩沖器.反饋電阻Rf在逆變器周圍提供負反饋,以便在通電時振蕩開始.如果Rf的值太大而輸入逆變器的絕緣電阻太低,則由于環路增益的損失,振蕩將停止.而且,如果Rf太大,則可以將來自其他電路的噪聲引入振蕩電路.顯然,如果1M的Rf通常與陶瓷諧振器一起使用.阻尼電阻Rd具有以下功能,但有時省略.它使逆變器和反饋電路之間的耦合松動;從而減小逆變器輸出側的負載.此外,反饋電路的相位穩定.它還提供了一種降低高頻增益的方法,從而防止了寄生振蕩的可能性.
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