欢迎来到江苏南山电子工业有限公司晶振官方网站

首页 > 设计与选型 > 基础知识 > 如何计算晶体振荡器的品质因数Q值

如何计算晶体振荡器的品质因数Q值

作者:爱普生代理江苏南山 发布时间:2021-04-07分类:基础知识浏览:22次

 如何计算晶体振荡器的品质因数Q值呢?我们举例说明。

石英晶体具有以下值:Rs =6.4Ω,Cs = 0.09972pF和Ls = 2.546mH。如果两端电容为Cp,则测得的Cp为28.68pF,计算出晶体的基本振荡频率及其次级谐振频率。

将晶体串联谐振频率,ƒ小号

 f.jpg

晶体的并联谐振频率,ƒ P

oscillator-osc65.gif

我们可以看到ƒs,晶体的基频和ƒp之间的差异很小,约为18kHz(10.005MHz – 9.987MHz)。但是,在此频率范围内,晶体的Q因子(品质因数),因为晶体的电感远高于其电容或电阻值。晶体在串联谐振频率下的Q因子为:

晶体振荡器的Q因子

oscillator-osc66.gif

那么,我们晶体实例的Q因子约为25,000,这是因为X L / R比率很高。大多数晶体的Q因子在20,000到200,000范围内,而我们之前看过的一个很好的LC调谐谐振电路要远小于1,000。这个高Q值还有助于提高晶体在其工作频率下的频率稳定性,使其非常适合构建晶体振荡器电路。

因此,我们已经看到,石英晶体的谐振频率(晶体谐振器XTAL)类似于电调谐LC谐振电路的谐振频率,但具有更高的Q因子。这主要是由于其低串联电阻Rs。结果,石英晶体成为用于振荡器,尤其是非常高频率的振荡器的非常好组件选择。

典型的晶体振荡器的振荡频率范围从大约40kHz到超过100MHz,这取决于它们的电路配置和所用的放大设备。晶体的切割还决定了晶体的行为,因为某些晶体会以一种以上的频率振动,从而产生称为泛音的额外振荡。

另外,如果晶体的厚度不平行或不均匀,则它可能具有两个或多个谐振频率,两者的基频都会产生所谓的谐波和二次谐波,例如二次谐波或三次谐波。

通常,尽管石英晶体的基本振荡频率要比其周围的二次谐波更强或更明显,所以这将是使用的频率。我们在上图中看到,晶体等效电路具有三个电抗组件,两个电容器和一个电感器,因此存在两个谐振频率,*低的是串联谐振频率,较高的是并联谐振频率。

我们在前面的教程中已经看到,如果放大器电路的环路增益大于或等于1且反馈为正,则它将振荡。在石英晶体振荡器电路中,振荡器将以晶体的基本并联谐振频率振荡,因为当向其施加电压源时晶体总是希望振荡。

但是,也可以将晶体振荡器“调谐”到基频的任何偶次谐波(第二,第四,第八等),这些通常被称为谐波振荡器(晶体谐振器型号),而泛音振荡器则以基频的奇数倍振动。 ,3rd,5th,11th等)。通常,以泛音频率工作的晶体振荡器使用其串联谐振频率来工作。

分享到:
基础知识
在线客服
QQ咨询
全国咨询热线
官方微信
二维码
线