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RC振荡器和晶体振荡器区别

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发表于 2019-5-19 00:36:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
振荡器(oscillator)是一种能量转换装置——将直流电能转换为具有一定频率的交流电能。今天我们介绍的是振荡器中比较常见的两种,RC振荡器和晶体振荡器
RC振荡器和晶振
RC振荡器: 在振荡电路中的频率选择部分可以只用电阻和电容构成。 这种只用电阻和电容构成的振荡器称为RC振荡器 。
晶振: 只要在晶体板极上施加交变电压,就会使晶片产生机械变形振动,此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时,就会发生压电谐振,从而导致机械变形的振幅突然增大。
二者的优缺点
RC振荡器 ,优点是实现的成本比较低,毕竟就是一个电阻电容。缺点是由于电阻电容的精度问题所以RC振荡器的震荡频率会有误差,同时受到温度、湿度的影响,这个跟元器件的工艺有关。
缺点是由于电阻电容的精度问题所以RC振荡器的震荡频率会有误差,同时受到温度、湿度的影响。这个跟元器件的工艺有关
晶体振荡器,优点是相对来说震荡频率一般都比较稳定。缺点的话就是价格要稍微高点了,还有用晶体振荡器一般还需要接两个15-33pF起振电容。
一般单片机中很少用RC振荡器,可能在实验室环境会用,而在实际的工程、工业上很少用到,常用的也就是晶体振荡器。因为很多时候单片机需要一个精度的机器周期作定时、通讯等用途:如果震荡频率不准的话,对产品的功能是有很大影响的
RC震荡电路图解析
RC振荡电路,采用RC选频网络构成,适用于低频振荡,一般用于产生1Hz~1MHz(fo=1/2πRC)的低频信号。对于RC振荡电路来说,增大电阻R即可降低振荡频率,而增大电阻是无需增加成本的;而对于LC振荡电路来说,一般产生的正弦波频率较高,若要产生频率较低的正弦振荡,势必要求振荡回路要有较大的电感和电容,这样不但元件体积大、笨重、安装不便,而且制造困难、成本高。因此,200kHz以下的正弦振荡电路,一般采用振荡频率较低的RC振荡电路。





RC正弦波振荡电路
常见的RC正弦波振荡电路是RC串并联式正弦波振荡电路,它又被称为文氏桥正弦波振荡电路





串并联网络在此作为选频和反馈网络。它的电路图如图(1)所示:
它的起振条件为:


。它的振荡频率为:


它主要用于低频振荡。要想产生更高频率的正弦信号,一般采用LC正弦波振荡电路。它的振荡频率为:


。石英振荡器的特点是其振荡频率特别稳定,它常用于振荡频率高度稳定的的场合。
下面还是RC正弦波电路图:
采用RC选频网络构成的振荡电路称为RC振荡电路,它适用于低频振荡,一般用于产生1Hz1MHZ的低频信号。
常用RC振荡电路有RC桥氏振荡电路和RC移相式振荡电路。本节只重点介绍由串并联选频网络构成的RC桥式振荡电路。
晶体振荡器电路图





在电路图中R172用于匹配IC内部电路负反馈和相位移。C186、C187为晶体负载电容CL。该电容值的确定公式为:





基频电路图中,R1、R2、R3为电路提供偏置,L1、C1组成振荡槽路,C2为旁路电容,C3为偶合电容,CL为晶体负载电容。
泛音电路图中,R1、R2、R3、R4为电路提供偏置,C1、C2、L1构成选频网络,C3为旁路电容,C4为偶合电容,CL为晶体负载电容。
电路中晶体管选择,其特征频率应大于电路振荡频率的50-100倍,即不小于1.2G。偶合电容在不影响输出幅度的情况下,可以选择更小点。总之,频率越高,电容越小,频率越低,电容值越大。电容太大,输出噪声会增高,你也可以考虑在这里加滤波网络。
还要说明一点,并联型晶体振荡器频率稳定度没有串联型晶体振荡器高。

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