1、石英晶体最基本的原理是压电效应。
所谓压电效应是指对石英晶片的面上加一个电压,晶片便会产生机械变形。相反,在晶片上施加机械压力,则晶片会在相应的反响上产生电压,这种现称为压电效应。这包括两个过程:1)施加机械压力,它便会产生电位差(称之为正压电效应),2)施加电压,则产生机械应力(称为逆压电效应)。当在晶片的两面上加交变电压时,晶片会反复的机械变形而产生振动,而这种机械振动又会反过来产生交变电压。当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其它频率下的振幅大得多,产生共振,这种现象称为压电谐振。
2、石英晶体的等效电路:
当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容C0,称为静态电容。
当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L来等效。而晶片的弹性一般用电容C来等效。因磨擦造成的损耗用R来等效。
电路的L,C,R和C0等参数决定于晶片的几何尺寸和切割方式,电路的谐振频率为谐振器的固有。由于等效电路的参数决定于几何尺寸,所以是十分稳定的,因此频率也十分稳定。
3、石英晶体振荡电路:
石英晶体要可靠地工作必须满足三个条件:起振条件(保证接通电源后能逐步建立起振荡), 平衡条件(保证进入维持等幅持续振荡的平衡状态)和稳定条件(保证平衡状态不因外界不稳定因素影响而受到破坏)。
4、振荡电路的组成:
1)放大环节:放大电路。
2)正反馈网络:供给维持振荡的能量。
3)选频网络(石英晶体):选出振荡器产生维持振荡所需要的信号频率。
4)稳幅环节:产生稳定的信号输出,条件负反馈。