更全面的分析Oscillator的工作原理提升應(yīng)用效率

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瀏覽：- 發(fā)布日期：2020-07-21 17:46:57【大中小】

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更全面的分析Oscillator的工作原理提升應(yīng)用效率

Oscillator雖然在多年以前就已經(jīng)開始生產(chǎn)了,但是應(yīng)用產(chǎn)品比較少,也就在一些要求比較高的電子產(chǎn)品上才會應(yīng)用得上,比如GPS定位系統(tǒng),通信產(chǎn)品,以及一些大型家電上面;隨著電子行業(yè)的發(fā)展,各種高新技術(shù)產(chǎn)品層出不窮,所以當(dāng)下晶體振蕩器產(chǎn)品(溫補(bǔ)晶振,壓控晶振,差分晶振等)的市場需求量越來越大;所以我們需要對其工作原理進(jìn)行更詳細(xì)的了解,這樣才能夠在應(yīng)用過程中提升工作效率.

晶體控制振蕩器可以被認(rèn)為是由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成,該反饋網(wǎng)絡(luò)選擇放大器輸出的一部分并將其返回到放大器輸入.如下圖所示:

并且一個振蕩器電路開始工作的前提條件可分為兩個方面,一個是環(huán)路功率增益必須等于1,再一個就是環(huán)路相移必須等于0,2Pi,4Pi等弧度.而且,反饋到放大器輸入的功率必須足以提供振蕩器輸出,放大器輸入并克服電路損耗.

振蕩器工作的確切頻率取決于振蕩器電路內(nèi)的環(huán)路相角偏移.相位角的任何凈變化都將導(dǎo)致輸出頻率的變化.由于振蕩器的通常目標(biāo)是提供基本上獨(dú)立于變量的頻率,因此必須采用一些使凈相移最小的方法.最小化凈相移的最佳方法,當(dāng)然也是最常見的方法,是在反饋環(huán)路中使用石英晶體單元.

石英晶體的阻抗會隨著施加頻率的變化而急劇變化,以至于所有其他電路元件都可被視為具有基本恒定的電抗.因此,當(dāng)在振蕩器的反饋環(huán)路中使用晶體單元時,晶體單元的頻率將自行調(diào)整,以使貼片晶振單元呈現(xiàn)出滿足環(huán)路相位要求的電抗.石英晶體單元的電抗與頻率的關(guān)系圖示如下.

更全面的分析Oscillator的工作原理提升應(yīng)用效率

從圖2.0可以明顯看出,石英晶體單元具有兩個零相位頻率.第一個或兩者中的較低者是串聯(lián)諧振頻率,通?？s寫為Fs.零相位的兩個頻率中的第二個或更高頻率是并行或反諧振頻率,通常縮寫為Fa.串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率在振蕩器電路中都表現(xiàn)為電阻性.在串聯(lián)諧振點(diǎn),電阻最小,電流最大.在并聯(lián)點(diǎn),電阻最大,電流最小.因此,絕不能將并聯(lián)諧振頻率Fa用作振蕩器電路的控制頻率.

通過在振蕩器電路的反饋回路中包含電抗組件(通常是電容器),可以使石英晶體單元沿著串聯(lián)諧振點(diǎn)和并聯(lián)諧振點(diǎn)之間的直線在任意點(diǎn)處振蕩.在這種情況下,振蕩頻率將高于串聯(lián)諧振頻率,但低于并聯(lián)諧振頻率.由于添加電容所產(chǎn)生的頻率高于串聯(lián)諧振頻率,盡管它低于真正的并聯(lián)頻率,但通常稱為并聯(lián)頻率.