【江苏】13-14学年中职电子线路（主编陈其纯高教版）学案：62正弦波振荡器03(教案)

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1、课题：6.2.3石英晶体振荡器【学习目标】1、了解石英晶体振荡器的组成、工作原理及应用。【自主梳理】1.什么是压电谐振？2.画出石英晶体振荡器的符号和等效电路?【课堂探究】6.2.3石英晶体振荡器电路特点：高，可达10"~10一"量级。一、石英晶体的基本特性及其等效电路1.压电效应石英晶体谐振器如图6.2.11所示。它是在晶片的两个对而上喷涂一对金属极板，引出两个电极，加以封装所构成。压电效应：3如图6.2.12(a)所示。压电谐振：外加交变电压的频率等于晶体固冇频率时，回路发生串联谐振，电流振幅最大的一种

2、现彖。产生压电谐振时的振荡频率称晶体谐振器的振荡频率。图6.2.12(b)所示。压电效应和谐振现象图6.2.13右英晶体谐振器图62122.符号和等效电路符号如图6.2.13(a)所示。当晶体不振动时，可用静态电容C()来等效，一般约为儿个皮法到几十皮法；当品体振动时，机械振动的惯性可用电感厶来等效，一般为10*〜10一2川晶片的弹性可用电容C來等效，一•般为lO-^lO'1pF；晶片振动时的损耗用来等效，阻值约为102Qo由可知，品质因数Q很大，可达104-106。加之晶体的固有频率只与晶片的几何尺寸有关

3、，其精度高而稳定。所以，采用石英晶体谐振器组成振荡电路，可获得很高的频率稳定度。等效电路如图6.2.13(b)所示，它有两个谐振频率。(1)当厶、C、R支路串联谐振时，等效电路的阻抗最小，串联谐振频率为(6.2.8)fu=.2kVZc(2)当等效电路并联谐振时，并联谐振频率为（6.2.9）由于C«C0,因此和/p两个频率非常接近。图6.2.13(c)为石英晶体谐振器的电抗■频率特性，在点和/pZ间为感性，在此区域Z外为容性。二、石英晶体振荡电路1.并联型晶体振荡电路图6.2.14(a)所示。振荡回路由0、C

4、?和晶体组成。其中，晶体起电感L的作用，等效电路如图6.2.14⑹所示。即振荡频率在晶体谐掘器的农少/pZ间。由丁回路电容是C]和C2串联后与G)并联，再与C串联，则回路电容为c(c]c°)。故振荡回路的谐振频率为C+(C+C0)九H—

5、(6.2.10)图6.2.14并联型品体振荡器2kLC(C^Co)TC+C，+Co由于c«c0+c,则谐振频率近似为/o'^7z?=/s(6.2.11)可见，振荡频率基本上取决于晶体的固有频率几。故其频率稳定度高。2.串联型晶体振荡电路如图6.2.15所示。晶体与电阻R串联

6、构成正反馈电路。当振荡频率等于晶体的固有频率乐时，晶体阻抗最小，且为纯电阻，电路满足自激振荡条件而振荡，其振荡频率为否则不能振荡。调节电阻R可获得良好的正弦波输出。图6.2.15串联品体振荡电路图6.2.16集成运放LC正弦波振荡器【课堂检测】1、石英品体振荡器是利用石英品体的而工作，其频率稳定度很高，通常可分为和两种。2、图6・5(a)所表示的正弦波振荡器在接通电源之后，未能起振产生自激。若将正反馈线圈的两个接线端A、B对调一下，电路就能起振，输出正弦波了。试说明原因,并在图中标出原绕组少反馈绕组的1)0

7、名端符号。+VCC(a)图6-5绕组同名端的判别【回扣目标】1、石英晶体振荡器的组成、工作原理及应用。【课后作业】1.P1016-62、P1026-73、P1026・8