基于OrCAD/PSpice的晶體振蕩電路設計仿真
2 石英晶體振蕩電路
石英晶體振蕩器是利用石英晶體壓電效應制成的一種諧振器件;圖3是其等效電路,Lq,Cq為晶片振動時的等效動態電感和電容,Rq等效為晶片振動時的摩擦損耗,C0為靜態電容。本文引用地址:http://www.j9360.com/article/185632.htm
由電路模型知,石英晶體有兩個諧振頻率。串聯上支路發生串聯諧振時的頻率:
由于C0很小,諧振等效阻抗近似為Rq,呈純阻性,其阻值很小。當頻率高于fs小于fp時。串聯上支路呈感性,并與C0發生并聯諧振,其諧振頻率:
式中C為C0和Cq串聯后的電容。
由上述分析;石英晶體工作在略高于呈感性的頻段內,用來作為三點式電路中的回路電感,構成并聯晶體振蕩器;工作在fs上,等效為串聯諧振電路,構成串聯晶體振蕩器。設計并聯型石英晶體振蕩器如圖4所示。
振蕩電路的選頻網絡由石英晶體和C3,C4組成。振蕩頻率可表示為:
振蕩頻率基本由晶體固有頻率決定,與C’的關系很小,即由電容C1,C2不穩定而引起的頻率漂移很小,振蕩頻率穩定度很高。在Orcad/PSpice中對電路進行瞬態分析,Probe中可清晰地看到晶體振蕩發生電路的穩幅波形,如圖5所示。
由上圖分析可知:振蕩波形穩定,振蕩周期T=1.589 660-1.589 560=0.000 1 ms,f0=1/T≈10 MHz,與理論值基本一致。
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