浅谈石英晶体振荡器

　一、石英晶体的结构

石英晶体振荡器简称石英晶体或．它是利用晶体的压电效应制成的一种振荡器，其基本结构是：

　从一块石英晶体上按～定的方位切割下一块薄片，该薄片为晶片（其形状根据切削方位不同而异），然后在晶片的两个面上涂敷银屡作为电极，在每个电极上各焊一根引线到管脚上，再加上封装外壳（金属、玻璃、陶瓷、塑料）就构成了石英晶体振荡器，如下左图所示，其符号如下右图所示。  

　二、工作原理
　　
    1．压电效应

当拾石英晶体两电极间加上时．晶片将产生机械形变；反之，如果在晶片上施加机械压力时，晶片表面会产生电荷，这种物理现象称为压电效应。如果所加交变电压的与晶体固有频率相等时，晶片产生机械振动的明显加大，这种现象称为压电谐振，此谐振与LC回路的谐振现象十分相似。

　2．等效圈

当石英晶体产生机械振动时，其惯性用L来等效，晶片振动时因摩擦而产生的损耗用R等效，晶片的弹性用C等效。当晶体不动时，可把它看成一个平板器称为静电容co．这样石英晶体振荡器可用下左图来等效。

　3、频率特性曲线

下右图为石英晶体的阻抗频率特性曲线图。

　由下左图、下右图可知：

　(1)当交变压电频率f<fs时．C、L、R串联支路呈电容性，此时整个石英晶体相当于一个电容。

　(2)当交变电压的频率f=fs时，C、L、R串联支路发生谐振．fs称为串联谐振频率。由于XL=Xc，所以2πf-

　联支路只有R，该支路呈电路，此时整个石英晶体相当于一个阻值很小的纯电阻。

　(3)当交变电压的频率fq<f<时。整个电路呈性，此时石英晶体相当于一个电感。

　(4)当交变电压的频率f-fp时，图3中的左右两边发生并联谐振，其频率为fp。由于左、右两边大小相等，方向相反，故整个晶体上的电流为零，此时石英晶体相当于阻值为无穷大的纯电阻。

　左边RLC串联支路：

　　(5)当交变电压的频率f>fp时，整个电路又呈容性，此时石英晶体又相当于电容。

　　可见给石英晶体加上不同频率的交变电压时，晶体相当于“变色龙”，它可以等效为小阻值的电阻，也可以等效为大阻值的电阻；可以等效为电容也可以等效为电感。