手机电路中石英晶体振荡器ppt课件.ppt

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1、2.8手机电路中石英晶体振荡器掌握手机电路中石英晶体振荡器的工作原理。1、了解正弦波振荡电路（1）正弦波振荡电路的概念。简单说，正弦波振荡电路就是用来产生一定频率和幅值的正弦交流信号波形的电路，简称为正弦波振荡器或者振荡器。接上页：准确说，就是它不需要外加信号源，只需要给它提供直流工作电压，就可以产生正弦交流信号的电路称为正弦波振荡电路。其产生交流信号的频率由自身振荡器元件的参数来决定，因此，振荡电路的作用就是把外加的直流能量转换成某一频率的交流能量。接上页：作为“振荡器”这个概念我们可以用一个宏观的现象来理解。大家小时候都喜欢“荡

2、秋千”，这个“秋千”实际上就是一个振荡器。如果这个秋千上不坐人，我们不用力来推它，它是不会荡起来的；如果我们用力推一下秋千，它就才会荡起来，用的力越大，荡得就越高，幅度就越大。接上页：如果我们不断的用力推，秋千不但荡得高，而且还荡得非常快，这说明了什么呢？说明我们讲的振荡器是要外加直流电（推力），它就会振荡，其振荡的高度就是振荡器的振幅，振荡的快慢就是我们讲的频率。因此通过这个宏观实例，大家应该明白了什么是振荡器的概念了。接上页：在电子电路中，振荡电路是多种多样的，而且产生的信号波形也是多种多样的，但是常用的还是正弦波振荡电路。在手

3、机中，振荡电路应用非常广泛，比如手机中主时钟信号的产生、接收射频电路或者发射电路中的本振（VCO）电路等等。当然振荡电路也常用于其他的无线电通讯、广播、电视等方面。接上页：既然我们已经学习了正弦交流电以及表示正弦交流电的三要素，因此这里就不用重复了。（2）振荡器的类型：①按选频元件的不同可分为两大类：有LC选频电路，称为LC振荡器；有RC选频的，称为RC振荡器。②按振荡输出波形的不同，也可分为两大类：输出是正弦信号的，称为正弦波振荡器；输出是三角波、锯齿波、矩形波、尖脉冲波等信号的，称为非正弦波振荡器。其不同的输出波形如图所示。附图

4、：附图：2、手机中的石英晶体振荡器：在这里我们为什么还要学习石英晶体振荡器呢？那是因为前面学习的振荡器所产生的振荡频率是不稳定的，同时振荡的频率都比较低，不能满足我们手机中高频信号的需要，所以在这里我们要学习石英晶体振荡器，它不但可以产生较高的信号频率，而且产生的频率是非常稳定，受外界干扰不大。（1）手机中的石英晶体振荡器：为什么称为石英晶体振荡器呢？那是因为它是用石英晶体来做的振荡器，所以称为石英晶体振荡器。那么石英晶体又是什么呢？顾名思义就是用石英来做的晶体就是石英晶体了，那石英是什么？接上页：石英是SiO2化合物，也就是说它的

5、化学成分是SiO2，这个SiO2的硬度很硬，只比金刚石小些，同时它耐高温，受外界压力和温度的影响很小，基本不变。正是因为它有这样的特殊性质，所以在手机中就要用到它。接上页：比如说，如果我们的手机在打电话时，有时可以打出去，有时打不出去，其原因是什么呢？那就是一些元件的性能不稳定造成的，所以手机中的元件性能要求是非常高的，标准也就高了，当然手机就很贵了。①手机中石英晶体的外形结构：天然石英是六棱状的结晶体，其石英晶片如图所示。石英晶体结构附图：手机中石英晶体外形接上页：在进行加工工艺时，石英晶体可以按不同的方位和角度切割成片状，这些片

6、状就称之为石英晶片。当然切割方式不同，切割的角度不同，其晶片的性能也就不相同。然后再在这些石英晶片的表面上涂上银层，装上一对金属板，引出两根电极引线，再用外壳封装，就构成了石英晶体。接上页：封装外壳有的是金属的，有的是塑料的，也有的是玻璃的，手机中则采用金属封装，石英晶体有一个非常重要的特性就是压电效应。石英的化学成份是SQ，硬度仅次于金刚石，能耐高温，在外界温度和压力的影响下，体积和密度都很少变化。由于这些参数受外界条件变化的影响很小，因此它的标准性很高。②石英晶片的压电效应：简单说，压电压电就是压力产生电，或者电产生形变；具体说

7、就是给石英晶片加上电压时，晶片就会产生形状变化，或者给晶片外力作用时，晶片就会产生电压的效应称为压电效应。因为经正确切割后的石英晶片，当在其两侧施加压力时，在晶片的两侧平面上，就会出现数量相等的正、负电荷，即压力产生电。接上页：当在其两端施加拉力时，也会在其两侧的平面上，出现数量相等的正、负电荷，拉力产生电，只是方向正好与施加压力时相反，如图所示。附图：接上页：既然我们给石英晶片两个电极加上直流电源E时，晶片就会产生形状的改变，比如压缩或者膨胀，如图所示。就像弹簧压了后又弹回来一样，如果我们快速的压弹簧，那么弹簧就反弹得更快，就好像

8、是在振荡一样。接上页：也就是说如果我们给晶片两个电极加上交流电源，情况会怎么样呢?可以想象，因为交流电压在不断的变换极性（即交变电场），那么晶片就会跟着一会儿压缩，一会儿膨胀，好像弹簧的伸张和压缩一样，交流信号变化越快，它就振荡得越快