rq≤100～200Ω ，Co=2～3 pF。因而晶体
的品质因数Qq很大，一般为几万至几百万
Qq
q Lq
rq
1 rq
Lq
O
≥（12 500～25 000）
Cq
电容性
fq fp
f
电容性
3、晶体谐振器电抗特性Xq
二、晶体振荡器电路
并联型晶体振荡器: 晶体以电感元件方式接入振荡电路,振荡频率
fq f f p
串联型晶体振荡器: 晶体以低阻抗方式串接在晶体与晶体管之间, 振荡频率 f fq
1、并联型晶体振荡器
这类晶体振荡器的振荡原因和一般反馈型 LC 振荡器相同,只要把 晶体置于反馈网络和振荡回路中,作为一个感性元件,并与其它回路 元件一起按照三点式电路的基本准则组成三点式振荡器.
常用的有两种基本类型: Pierce Ocsillators (c---b)型振荡器 Millor Ocsillators (b---e)型振荡器
C3
1 jC2
gm ube
1 jC1
1 jC2
gm ube
1
Rq jX q jCL
gm 2C1C2
ube
1
Rq j( X q C L )
1
其中： CL 1 1 1 , Zq Rq jXq
C1 C2 C3
1 当振荡平衡时: ube
ube
ub e ube
1
C2 JT
C1 C3
C3
容,也作为振荡频率的微调电 容.
C2 JT
C1 C3
仿真
2.振荡条件的近似分析
如果忽略 yre, yoe=goe+jωCoe , Cie
的作用.其高频小信号等效电路如
右图所示:
在忽略 gie 的负载作用后的等
效电路如下右图所示,可推出:
1
ub e
Rq
jX q
jC1 11
( j C1
1 C2
1)
利用二项式展开,并忽略高次项可得:
C3
g3ie
gmube
C1
Cq
Co
Lq
C2
rq
o
q (1
Cq 2(Co
) CL)
Cq
Lq
另外由右图可以看出,晶体管与晶体之
间的接入系数为:
p
Cq
Co CL Cq
CL
Co
rq
由于 Co+CL+Cq>>Cq ,故晶体管与晶体振荡回路之间
的藕合很松, 减少了电路不稳定因素对晶体振荡回路的影
Ec Rc
Rb1
L
Cc
Co
JT
C1
C2
Rb2 Re
C3
JT C1
C3
L
C2
二、晶体振荡器电路
Xq
电
2、串联型晶体感性振荡器
串联型晶体振荡器的稳频原理:
Z
由于在一般的 LC 振荡器中,LC 振荡回
路的O 阻抗相移 在 Zωq ω p 0 附近f变化显著,
而 A 与电容F性 则基本上电容不性随频率变化, 因而由相位平衡条件所决定的振荡工 作频率基本上决定 ωo，即: 0
Cq C3
Lq rq Co
gm kF g
0, k F
C1 C2
其中 g 为各种损
耗等效到集电极-发射极间的总电导.
gmube C1
C2
3、电路的谐振频率的估算:
o
1
Lq
Cq (Co CL ) Cq Co CL
1 Lq C q
Cq Co CL Co CL
q
1 Cq Co CL
即有:
gm
2C1C2
Rq
1 gm Rq 2C1C2
C2 JT
C3
gie
gmube
C1
C1 C3
Cq
Co
Lq
注意: 以上只是在考虑到晶体损耗的情 况下的起振条件.当具体考虑到振荡电
C2
rq
路中的其它损耗(如负载gL ,输入电阻 gie, 输出 goe),而忽略晶体的损耗时,则
振荡器起振条件与电容三点式相同,即
响,提高了振荡回路的稳定性.
二、晶体振荡器电路
（2）密勒振荡电路
晶体接在基极与发射极之间 该电路实质上是个双回路
振荡电路,L1,C1 是集电极回路 元件,由于基极与发射极之间接
Rb1
C2
L1
C1
L Ec
Cc
入感性元件的晶体,根据相位平
衡条件的判断准则,集电极回路
Rb2
JT
Re
Ce
必须等效为感性.可变电容 C1
gie
gmube
C1
Co
Cq Lq
+
u'be C2
rq
—
Cq C3
gmube C1
Lq rq Co
+ C2 u'be
—
仿真
2.振荡条件的近似分析
gm
Rq
2C1C2
j(
Xq
1 C L
)
1
Re
gm 2C1C2
j( X q
1 C L
)
0
1
令其虚部为零,可得振荡频率由: X q C L 0 决定
2． 由起振条件: ube ube
ω0 ωω’0 ω’
F A
••
而在串联晶体振荡器中就完全不同,由
于晶体串接在反馈电路中,且在 q 附
若将晶体短路,就是一 个普通的电容反 馈振荡电
路,由于晶体在串联谐振时, 阻抗很小,仅为 rq ,相当于 短路,所以振荡器的振荡频 率应接近晶体的串联谐振频
Cb
率,即为 q
如果由 L,C1,C2,C3 组成的回路谐 振频率距ωq 较远,由于晶体阻 抗增大,从而使正反馈减弱,增益 下降，破坏振荡条件,使其不能 振荡.
3.5 晶体振荡器
一、石英晶体谐振器
1、石英晶体等效电路
Lg Co
Cg
Lg3
Lg5
Cg3 Cg5
Lg
Co
Cg
Rg
其中 C0 晶体静态电容, Cg:基频等效电容, Lg:等效电感, Rg:等效电阻, 一般:Lg 很大, Cg 值很小,Q 值可达百万(106)量 级,Rg 不大
一、石英晶体谐振器
2、串并联谐振频率
作为集电极回路的调谐电容,可
调高回路的固有谐振频率f1 ,使
f1 f0 ,另外 C1 的改变也可改变
振荡幅度的大小,又由于晶体被 晶体管的低输入阻抗所并联,降 低了有载 QL 值,所以稳定度较低, 故不如 Pierce 电路.
C1 JT
L1
C2
二、晶体振荡器电路
2、串联型晶体振荡器
电路的交流等效电路如图所示
1
串联谐振频率: fq 2 Cg Lg
Lg
并联谐振频率:
fp 2
1
Lg
CoC g Co Cg
Co
Cg
Rg
fq
1 Cq Co
fq (1
Cg 2Co
)
一般 C g =(0.002---0.003) Co
Xq
电
感
国产B45 1MHz中等精度晶体的等效参数
性
如下：Lq= 4.00H，Cq=0.0063pF，
C2
C1
JT
JT
L
C
二、晶体振荡器电路
（1）皮尔斯振荡电路
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1. 电路结构
右图为典型的并联晶体振荡器,晶 体接在集电极与基极之间,振荡器
工作频率为 f,且有 fs f f p ,晶
体呈电感性,相当于 Clapp 电路.
Lc C3
Rb1
C1
晶
体
EC
JT
Cb
Rb2
Re
C2
C1, C2 即是谐振回路的一部 分,又构成反馈回路.C3 即作为 减弱晶体管与晶体间的藕合电