什么情況下壓電效應(yīng)失效,晶體也能繼續(xù)工作
在手機電路中,用以產(chǎn)生一本振、二本振和基準頻率的振蕩電路有多種,應(yīng)用較多的是LC電容三點式的振蕩電路和石英振蕩電路,下面簡要分析石英振蕩電路。
1.石英晶體諧振器的特性
石英晶體是一種天然結(jié)晶體,具有穩(wěn)定的物理化學(xué)性能,石英晶體之所以能成為電的諧振器,是利用了它特有,的壓電效應(yīng),當(dāng)機械力作用于晶片時,晶片的兩面將產(chǎn)生電荷,呈現(xiàn)出電壓,這稱為正壓電效應(yīng),當(dāng)晶片兩面加上電壓時,晶片又會發(fā)生形變,這稱為反壓電效應(yīng)。因此,若在晶片兩端加上交變電壓時,晶片將隨交流信號的變化而產(chǎn)生機械振動,晶片本身有一固有的振動頻率,頻率的高低取決于晶片的幾何尺寸和結(jié)構(gòu)。當(dāng)外加交流信號的頻率與晶片固有的機械振蕩頻率相等時,就會發(fā)生諧振現(xiàn)象。它既表現(xiàn)為晶片的機械共振,又表現(xiàn)為電諧振,這時有很大的電流流過晶片,產(chǎn)生電能和機械能的轉(zhuǎn)換。
石英晶振作回路元件時,應(yīng)工作在感性區(qū),等效為一個電感元件,從諧振曲線可以看出,石英晶體在一個很窄的范圍內(nèi)(fq-fq)才呈現(xiàn)感性,且在這個狹窄的頻率范圍內(nèi)感性曲線非常陡峭,因此,對頻率的補償能力極強。
需要說明的是:石英晶體不應(yīng)工作在容性區(qū),這是因為即使晶體的壓電效應(yīng)失效,晶體仍有靜電容,它仍呈容性狀態(tài),因此,晶體如果作為電容元件接在回路中,一旦壓電效應(yīng)失效,晶體仍能工作,振蕩器仍可維持振蕩,但石英晶體已完全失去了穩(wěn)頻作用,這就違背了使用石英晶體的本意。
石英晶體振蕩電路形式有很多種,常用的有兩類:一類是石英晶體接在振蕩回路中,作為電感元件使用,這類振蕩器稱為并聯(lián)晶體振蕩器;另一類是把晶體作為串聯(lián)短路元件使用,使其工作于串聯(lián)諧振頻率上,稱為串聯(lián)晶體振蕩器。
何為并聯(lián)晶體振蕩器 。這類晶體振蕩器的原理和一般LC振蕩器相同,只是把晶體接在振蕩回路中作為電感元件使用,并與其它回路元件一起,按照三點式電路的組成原則與晶體管相連。串聯(lián)晶體振蕩電路是把晶體接在正反饋支路中,當(dāng)晶體工作在串聯(lián)諧振頻率上時,其總電抗為零,等效為短路元件,這時反饋作用最強,滿足振幅起振條件。
編輯:泰河電子
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