美國Fox晶振公司擁有快速的交付能力，幾乎每年都在加大產(chǎn)量以滿足用戶所需，FOX?？怂构咀约貉邪l(fā)生產(chǎn)的石英晶體振蕩器已實現(xiàn)低相噪，低相位的應(yīng)用方案。在技術(shù)領(lǐng)域方面，一直是行業(yè)里的翹楚，采用的大型生產(chǎn)設(shè)備是可以在大氣控制條件下正常運(yùn)行的，和在100級潔凈車間下量產(chǎn)，所有作業(yè)人員都按要求穿戴專門的服裝，手套和口罩。這樣制造出來的晶體振蕩器，才能符合現(xiàn)當(dāng)代產(chǎn)品的要求。

晶體控制的振蕩器可以被認(rèn)為是由組成的放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)選擇的一部分放大器輸出并將其返回到放大器輸入。一個這種電路的概括描述如下所示。

圖1.0

為了使振蕩器電路工作，有兩（2）個條件必須滿足：

（A）環(huán)路功率增益必須等于1。

（B）環(huán)路相移必須等于0,2Pi，4Pi等弧度。反饋到放大器輸入端的功率必須是足以提供振蕩器輸出，放大器輸入，并克服電路損耗。

振蕩器工作的確切頻率是取決于振蕩器內(nèi)的環(huán)路相位角度偏移電路。相角的任何凈變化都將導(dǎo)致變化在輸出頻率。正如石英晶體振蕩器的通常目標(biāo)一樣提供基本上獨立的頻率變量，一些最小化凈相移的方法必須受雇。也許是最好的，當(dāng)然也是最常見的最小化凈相移的方法是使用石英反饋回路中的晶體單元。

石英晶體的阻抗變化如此之大所有其他電路的應(yīng)用頻率變化可以認(rèn)為組分基本上是恒定的電抗。因此，當(dāng)使用晶體單元時振蕩器的反饋回路，晶體的頻率單元將自我調(diào)整，以便晶體單元呈現(xiàn)電抗它滿足環(huán)路階段的要求。描繪示出了石英晶體單元的電抗與頻率的關(guān)系下面。

圖2.0

從圖2.0可以看出，石英晶體單元有兩個零相位頻率。兩者中的第一個或更低的是串聯(lián)諧振頻率，通?？s寫為Fs。該零相位的兩個或更高的頻率是平行或反共振頻率，通?？s寫為FA。出現(xiàn)串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率振蕩電路中的電阻。在串聯(lián)諧振點，電阻最小，電流最大。

在平行點，電阻是最大的和電流流量很小。因此，并聯(lián)諧振頻率，Fa，絕不應(yīng)該用作控制頻率振蕩電路。

可以使石英晶體單元在任何點振蕩沿著串聯(lián)和并聯(lián)諧振點之間的線通過包含無功元件（通常是電容器）在振蕩器電路的反饋回路中。在這種情況下，振蕩頻率將高于該系列諧振頻率但低于并聯(lián)諧振頻率。因為頻率的緣故從增加的電容高于該系列諧振頻率，通常稱為并聯(lián)頻率，雖然它低于真正的并行頻率。正如有兩個零相位頻率相關(guān)聯(lián)石英晶體單元，有兩個主振蕩器電路。這些電路通常由晶體類型描述要使用的單位，即“系列”或“平行”。

系列電路：

串聯(lián)諧振振蕩器電路使用晶體設(shè)計用于以其自然串聯(lián)諧振頻率工作。在這樣的電路中，反饋中不會有電容器環(huán)。串聯(lián)諧振振蕩器電路主要使用因為它們的組件數(shù)量最少。這些電路可能，但是，提供除了通過之外的反饋路徑水晶單元。因此，在晶體失效的情況下，這樣的電路可以繼續(xù)以某個任意頻率振蕩。給出了基本串聯(lián)諧振振蕩器電路的描述下面。

圖3.0

從圖3.0可以看出，串聯(lián)諧振振蕩器電路無法調(diào)節(jié)輸出頻率，應(yīng)該進(jìn)行調(diào)整。在上面的電路中，電阻器R1用于偏置逆變器并使其工作線性區(qū)域。該電阻還提供負(fù)反饋到逆變器。電容器C1是一個耦合電容器，用于阻止直流電壓。電阻器R2用于偏置晶體單元。該電阻強(qiáng)烈影響驅(qū)動電流晶體單元，因此必須注意太小的值沒有被選中。晶體單元Y1是串聯(lián)諧振晶體單元，指定以所需頻率運(yùn)行并使用所需的頻率容差和穩(wěn)定性。

并聯(lián)電路：

并聯(lián)諧振振蕩器電路使用晶體單元設(shè)計用于以指定的負(fù)載值運(yùn)行電容。這將導(dǎo)致晶體頻率高于串聯(lián)諧振頻率但低于真正的并聯(lián)諧振頻率。這些電路不提供通過晶體單元以外的路徑來完成反饋回路。在晶體單元發(fā)生故障的情況下，晶振電路不會繼續(xù)振蕩。并行的基本描述諧振電路如下。

圖4.0

該電路使用單個逆變器，其中有兩個電容器反饋回路。這些電容器包括“負(fù)載”電容“和晶體單元一起建立振蕩器工作的頻率。作為價值負(fù)載電容改變，輸出頻率也改變振蕩器。因此，這種電路確實提供了方便調(diào)整輸出頻率的方法，應(yīng)調(diào)整需要。

電阻器R1和R2具有與詳細(xì)相同的功能對于串聯(lián)諧振電路，如圖3.0所示。他們倆負(fù)載電容CL1和CL2用于建立頻率晶體單元和振蕩器的位置操作。晶體單元Y1是并聯(lián)諧振晶體單元，指定以指定的負(fù)載電容值運(yùn)行，在所需的頻率和所需的頻率寬容和穩(wěn)定。

負(fù)載電容：

已經(jīng)參考了“指定的負(fù)載值”電容。“負(fù)載電容可以定義為”該值測量或計算的電容，存在于電容器中振蕩器電路，穿過晶體的連接點。“在串聯(lián)諧振電路的情況下，沒有電容存在于晶體單元的連接點之間因此，不需要為一系列指定負(fù)載電容共振晶體單元。在并聯(lián)諧振有源晶振的情況下電路，電容存在。作為直接測量這種電容是不切實際的，通常是必要的計算價值。計算負(fù)載的值電容用以下公式完成：

其中CL1和CL2是負(fù)載電容，CS是電路雜散電容，通常為3.0至5.0pF。必須注意的是負(fù)載值的變化電容會導(dǎo)致輸出頻率的變化振蕩器。因此，如果精確的頻率控制要求，然后精確指定負(fù)載電容需要。為了說明，假設(shè)指定了晶體單元在負(fù)載下以20.000MHz的頻率工作電容為20.0pF。假設(shè)晶體單元是置于電路中，其值為30.0pF。該然后晶體單元的頻率將低于指定值。相反，如果電路有問題當(dāng)值為10.0pF時，頻率會高于指定的值。頻率與頻率的關(guān)系負(fù)載電容如下所示。

圖5.0

驅(qū)動水平：

“驅(qū)動電平”是晶體單元消耗的功率經(jīng)營時。功率是所施加電流的函數(shù)，并且通常以毫瓦或微瓦表示。Quartz Crystal單位被指定為具有某些最大值驅(qū)動電平，它隨頻率的變化而變化和運(yùn)作方式。最好咨詢水晶單位供應(yīng)商關(guān)于允許的驅(qū)動器級別的最大值對于特定的水晶單元。超過最大驅(qū)動器給定晶體單元的水平可能導(dǎo)致操作不穩(wěn)定，老化率增加，在某些情況下，還會造成災(zāi)難性的破壞。

驅(qū)動電平可以通過以下等式計算：

我是通過晶體單元的rms電流而R是特定晶體單元的最大電阻值題。等式（2）簡單地說就是“歐姆定律”。測量運(yùn)行振蕩器中的實際驅(qū)動電平可以通過臨時插入電阻器來完成電路與晶體單元串聯(lián)。電阻必須相同歐姆值作為晶體單位。整個電壓降然后可以讀取電阻器以及電流和功耗計算。然后必須移除電阻器。作為一個測量驅(qū)動電平的替代方法，電流探頭可用于晶體單元的輸出引線，如果是空間許可證。

頻率與OVERTONE模式：

石英晶體單元的頻率受物理限制振動石英元件的尺寸。在某些情況下，限制尺寸是長度和寬度。在這種情況下最流行的水晶單元，“AT”切割水晶單元，限制尺寸是振動石英的厚度元件。隨著厚度減小，頻率為增加。在某些時候，通常在30.000MHz左右石英板的厚度變得太薄而無法加工。

是否需要以頻率開發(fā)振蕩器高于限制頻率，必須采取優(yōu)勢石英晶體單元將以奇整數(shù)振蕩的事實他們的“基本”頻率的倍數(shù)。我們可以定義“基本”頻率為“那頻率”自然發(fā)生在一組給定的機(jī)械尺寸上。“

因此，如果晶體單元的基頻為10.0MHz，也可以在3,5,7等時間振蕩根本。也就是說，該單位將在30.0,50.0振蕩，70.0等。這些基頻的倍數(shù)被稱為“泛音”并由整數(shù)表示乘法，如“第三泛音”，“第五泛音”，當(dāng)需要以泛音頻率使用時，晶體必須指定單元以所需的頻率運(yùn)行在期望的泛音。永遠(yuǎn)不應(yīng)該嘗試訂購基模晶體單元，然后在一個操作它泛音頻率。這是因為水晶的事實制造工藝因基礎(chǔ)和泛音而異水晶單位。

在許多情況下，使用集成電路的特性在特定的貼片振蕩器設(shè)計中，決定了基礎(chǔ)為了確保晶體單元的頻率被抑制以期望的頻率和期望的泛音進(jìn)行操作。在這種情況下，通常需要修改振蕩器電路。一種修改方法是添加“坦克”電路，由電感和電容組成。這些修改如圖6.0和7.0所示。

圖6.0描述了串聯(lián)諧振電路的修改而圖7.0描述了并聯(lián)諧振的修改電路。

圖7.0

在這兩種情況下，坦克電路都被調(diào)諧到某些諧振基頻和所需頻率之間的頻率。這導(dǎo)致不需要的頻率被分流到接地，只留下所需的頻率振蕩器的輸出。

設(shè)計注意事項：

為了振蕩器電路的良好操作，某些設(shè)計應(yīng)該遵循的考慮因素。在所有情況下，它都是建議避免使用平行跡線以減少電路雜散電容。所有痕跡應(yīng)保持盡可能短可能和組件應(yīng)隔離，以防止耦合。應(yīng)使用地平面隔離信號。

負(fù)面抵抗力：

為獲得最佳性能，必須使用有源晶體振蕩器電路以增強(qiáng)“負(fù)面阻力”的方式設(shè)計這有時被稱為“振蕩限額”。評估給定的負(fù)電阻量通過臨時安裝變量來完成電路電阻器與晶體單元串聯(lián)。電阻應(yīng)該是最初設(shè)置在最低設(shè)置，最好接近零歐姆。然后啟動振蕩器并監(jiān)視輸出示波器。然后調(diào)節(jié)可變電阻器當(dāng)輸出連續(xù)時，電阻增加監(jiān)控。在一定的阻力值下，振蕩將會發(fā)生停止。此時，測量可變電阻器確定振蕩停止時的歐姆值。至這個值，晶體單元的最大電阻，如必須添加供應(yīng)商指定的?？倸W姆抵抗被認(rèn)為是“負(fù)面阻力”或“振蕩裕量。”為了良好，可靠的電路操作，建議負(fù)電阻最小是指定最大電阻值的五倍水晶單元。

負(fù)電阻值超過貼片有源晶振單元最大電阻的五倍是更好的。作為消極在高溫下電阻趨于降低，建議在工作范圍的最高溫度下進(jìn)行測試。

晶體振蕩器是Fox Crystal公司核心的產(chǎn)品模塊，也是最受客戶喜愛的產(chǎn)品之一，其性能，可靠性，穩(wěn)定性，精準(zhǔn)性都達(dá)到世界一流水準(zhǔn)，并且還創(chuàng)新了振蕩器利用可編程PLL和定制存儲器結(jié)構(gòu)技術(shù)，頻率諧調(diào)還成功申請了專利。主要服務(wù)無線通信設(shè)備，電信設(shè)備，計算機(jī)和外圍設(shè)備，儀器儀表，航空航天，存儲，工業(yè)，汽車，醫(yī)療和軍事等行業(yè)。