石英晶體振蕩器的特點

石英晶體振蕩器的特點

上圖是經(jīng)過簡化的電路圖并表明了石英晶體振蕩器的基本組成元件。石英晶體振蕩器中
的放大器由至少一個驅(qū)動設(shè)備，偏壓電阻并且可能包含其他用來限制帶寬，阻抗匹配和增益
控制的元件組成。反饋網(wǎng)絡由石英晶體諧振器，和其他元件比如用來協(xié)調(diào)的可變電容等組成。

晶體振蕩器特點
􀁺 在振蕩頻率上，閉合回路的相移為2nπ。
􀁺 當開始加電時，電路中唯一的信號是噪聲。滿足振蕩相位條件的頻率噪聲分量以增
大的幅度在回路中傳輸，增大的速率由附加分量，即小信號，回路益增和晶體網(wǎng)絡
的帶寬決定。
􀁺 幅度繼續(xù)增大，直到放大器增益因有源器件（自限幅）的非線性而減小或者由于某
一自動電平控制而被減小。
􀁺 在穩(wěn)定狀態(tài)下，閉合回路的增益為1。

振蕩與穩(wěn)定度

率與電抗的關(guān)系”）。
􀁺 大多數(shù)振蕩器均工作在“并聯(lián)諧振”上，電抗與頻率斜率的關(guān)系dx / df ，即“逆
電容”是與晶體器件的動態(tài)電容C1 成反比的。
􀁺 相對于振蕩回路中的相位（電抗）波動的最高頻率穩(wěn)定度來說，相位斜率（或電抗
斜率）必須最大，即C1 應當最小，而QL當最大。石英晶體器件的高Q值和高
的逆電容，決定振蕩器元件的基本頻率（或頻率穩(wěn)定度）。

可調(diào)性和穩(wěn)定度
要使振蕩器諧調(diào)在寬的頻率范圍內(nèi)，就會降低其穩(wěn)定度，因為要使振蕩器按要求進行調(diào)
諧，同時也會使振蕩器容易受不合要求的調(diào)諧因素影響。調(diào)諧范圍越寬，就越難以保持高的
穩(wěn)定度。例如，如果設(shè)計OCXO 的短期穩(wěn)定度在某一平均時間為1×10-12，而可調(diào)性為1×
10-7，則晶體的負載電抗在上述平均時間必須穩(wěn)定在上1×10-5。要獲得這樣的穩(wěn)定度使困難
的，因為影響負載電抗的因素有：寄生電容和電感、變?nèi)?a target="_blank">二極管的電容與電壓特性的穩(wěn)定度，
以及加在變?nèi)荻O管上的電壓的穩(wěn)定度。此外，1×10-5 的負載電抗穩(wěn)定度不僅必須在開始
條件下保持，而且在環(huán)境條件（溫度、振動、輻射等）變化時，也必須保持。
同時，高穩(wěn)定度10 MHz 的恒溫壓控晶振的頻率調(diào)整范圍為5×10-7，老化率為2×10-8/y，
而寬調(diào)諧范圍的10 MHz 壓控晶振的調(diào)諧范圍為50 ppm，老化率為2 ppm/y。