石英晶体之所以能做谐振器,是基于它的“压电效应”。若在晶片的两个极板间加一个电场,则会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,则会在相应的方向上产生电场,这种现象称为压电效应。如果在极板间加的是交变电压,就会产生机变形振动,同时机械变形振动又会产生交变电压。一般来说,这种机械振动的振幅是比较小的,但其振动频率是很稳定的。但当外加交变电压的频率与晶片的固有谐振频率相等时,机械振动的幅度将急剧增大,晶体振动幅度达到最大,同时由于压电效应产生的交变电压也达到最大,因此这种现象称为“压电谐振”,与LC回路的谐振现象十分相似。谐振频率与晶片的切割方式、几何形状及尺寸等有关。
石英晶体振荡器的等效电路
石英晶体振荡器的压电谐振现象可以用如图9-3所示的等效电路来模拟。
图9-3石英晶体振荡器的压电谐振现象的等效电路
在不同频率下,石英晶体呈现不同的电抗性,在石和f频率点呈电阻性,在石和fp之间频率呈感性,大于fp与小于石频率时都呈容性a
晶振串联一只电容跨接在集成电路两只引脚上时,为串联谐振型;一只脚接集成电路,另一只脚接地的,则为并联谐振型。
石英晶体振荡器(晶振)在电路图中通常用字母“X”、“Y”、“G”或“Z”表示,如“Y1”表示编号为“1”的晶振。