上图(b)可以看到，石英晶振可以等效为一个串联 谐振回路和一个并联谐振回路。
如图，石英晶体振荡器工 作于串、并联谐振频率之间 很狭窄的感性区间。因此， 振荡电路可分为两类：
并联型晶体振荡器：振荡
器工作在晶体谐振器的并
联谐振频率附近，晶体作 为等效电感使用。
石英晶体谐振器的电抗曲线
串联型晶体振荡器：振荡 器工作在晶体谐振器的串 联谐振频率，晶体作为短 路元件（串联谐振元）来 使用。
6.8.1 并联谐振型晶体振荡器
这类晶体振荡器的振荡原理和一般反馈式LC振荡器 相同，只是把晶体置于反馈网络的振荡回路之中，作 为一个感性元件，并与其他回路元件一起按照三端电 路的基本准则组成三端振荡器。常见有两种基本类型：
皮尔斯电路
密勒电路
皮尔斯振荡电路
振荡频率几乎由石英晶振的参数决定，而石英晶 振本身的参数具有高度的稳定性，且具有高Q值。
合理选择扼流圈的电感量或旁路电容的电容量，高频扼流 圈串接小电阻或并接大电阻。
② 超高频寄生振荡是由电路中的分布参数(引线电感，极 间电容)构成。要消除这类振荡的常用措施是：
粗短的引线，贴片元件，基极、集电极串小无感电阻，隔 直、旁路电容上并小电容。
③ 电源加去耦电路。
6.10.2 间歇振荡
振荡 → 停振 → 振荡 ，这样现率
来说，回路呈感性，振荡器不
满足相位平衡条件，不能产生
振荡。而对于7次及其以上的
泛音频率，回路呈容性，但其
电容量过大，负载阻抗过小，
以致电压增益下降太多，不能
起振。
泛音晶体振荡器交流等效电路
关键：用LC1回路替代了C1。LC1回路必须设计在该电路所利用的n 次泛音和（n-2）次泛音之间
6.8 石英晶体振荡器
从上节振荡器的频率稳定度分析可知，振 荡器的频率稳定度主要取决于振荡回路的标 准性和品质因数。
1、石英晶体特性： 石英晶体具有正、反压电效应：当晶体几何尺寸和
结构一定时，它本身有一个固有的机械振动频率。 当外加交流电压的频率等于晶体的固有频率时，晶 体片的机械振动最大，晶体表面电荷量最多，外电 路中的交流电流最强，于是产生了谐振；
说明：1）正电阻消耗功率，负电阻产生功率 2）正负电阻必须是对交流来说的 3）负电阻提供的能量是从某种能量转换而来 的，而不是说负电阻本身能产生能量。
2、分类
双基极二极管和工作于雪崩击穿状态的三极管 都具有负阻特性。
电压控制型负阻特性
电流控制型负阻特性
电压控制型负阻：
电流控制型负阻：
电流随电压单值变化。当电
一、产生原因 当输入端作用着振荡电压vi 时,晶
体管会经历导通和截止两个过程，导通
时，发射极电流向CE 充电；截止时，CE 向RE 放电，充电电阻远小于RE。
如果 RE、CE 取值过大，电容充电快，放电慢。振荡器起振 后，振幅增大，偏置电压向负值方向增大，使振幅减小，直到 停振。停振后，偏置电压向正值方向增大，达到一定数值后， 振荡器又开始起振。振荡波形如图。
在实际应用时，可在三端式振荡电路中，用 一选频回路来代替某一支路上的电抗元件， 使这一支路在基频和低次泛音上呈现的电抗 性质不满足三端式振荡电路的判别法则，而 在所需的高次泛音频率上呈现的电抗性质恰 好满足法则，达到起振条件。
例：若泛音晶体的标称泛音次数为5，相应的标称 频率为5MHz，则LC谐振回路应调谐在3～5次泛音频率 之间，如3.5MHz。在5MHz, LC谐振回路呈容性，满足 相位平衡条件。
由于振荡频率调谐在石英晶振标称频率上，其位于 晶振的感性区间，电抗曲线陡峭，稳频性能极好。
密勒振荡电路
6.8.2 串联谐振型晶体振荡器
6.8.3 泛音晶体振荡器
需要工作频率较高的晶体振荡器，方法一：晶体 振荡器后面加倍频器，方法二：多采用泛音晶体振荡 电路。
所谓泛音，是指石英片振动的机械谐波。它与电 气谐波的主要区别是：电气谐波与基波是整数倍关系， 且谐波与基波同时并存；泛音则与基频不成整数倍关 系，只是在基频奇数倍附近，且两者不能同时存在。 由于晶体片实际上是一个具有分布参数的三维系统， 它的固有频率从理论上来说有无限多个。
6.9 负阻振荡器
负阻振荡器：指一个呈现负阻特性的有源器 件直接与谐振回路相接，可以 产生等幅振荡。主要工作在 100 MHz 以上的超高频段。
1、什么是负阻？其物理意义是什么？
正电阻：电位降方向与电流方向相同，相当于电动 机作用，吸收功率。
负电阻：电位升方向与电流方向相同，相当于发电 机作用，不消耗功率，反而向外界输出功 率。
石英晶体的振动具有基频振动和奇次谐波泛音振动。 前者称为基频晶体，后者称为泛音晶体；
晶体厚度与振动频率成反比，工作频率越高，要求 晶片越薄。机械强度越差，加工越困难，使用中也 易损坏。
石英晶体振荡器的优点： 频率稳定度大大提高
石英晶体的物理和化学性能都十分稳定；
晶体的Ｑ值可高达数百万数量级；
6.10.1 6.10.2 6.10.3 6.10.4
寄生振荡 间歇振荡 频率占据 频率拖曳
6.10.1 寄生振荡
一、产生原因
电路中一些集中参数及分布参数形成寄生振荡回路，产生自 激振荡。
二、抑制措施 破坏寄生振荡回路的振荡条件。
① 低频寄生振荡回路一般由高频扼流圈、隔直电容或旁路 电容构成。要消除这种低频振荡的常用措施是：
在串、并联谐振频率之间很狭窄的工作频带内，具 有极陡峭的电抗特性曲线，因而对频率变化具有极 灵敏
石英晶体振荡器的缺点： 工作频率范围受限
单一稳定振荡频率工作，不能直接应用于波段振荡 器；
受限于晶体厚度，工作振荡频率不高，在几十MHz 以下。
2、石英晶体振荡器的应用：
符号 基频等效电路
完整等效电路
电压随电流单值变化。当电
压升高到一定值时，电流迅速 流升高到一定值时，电压迅速
下降。其等效电源类似于交流 下降。其等效电源类似于交流
恒压源。
恒流源。
3、负阻振荡器等效电路
-rn r
－rn为负阻器件的等效电阻，LRC为谐振回路
6.10 几种特殊振荡现象
振荡器除了能够正常的振荡，有时还会产生不希望出 现的电路现象，比如寄生振荡、间歇振荡和频率占据以及 频率拖曳现象等。一旦产生将破坏电路的正常工作。下面 讨论它产生的原因和预防措施。