什么是晶體振蕩器？

晶體振蕩器是一種特殊的振蕩器，它采用石英晶體作為頻率控制元件。在石英晶體上按照一定方位角切下薄片，這個薄片稱為晶片或石英晶體諧振器，簡稱為石英晶體或晶體、晶振。在封裝內部添加IC組成振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。

晶體振蕩器具有高精度和高穩定度的特點，被廣泛應用于各種電路中，如彩電、計算機、遙控器等振蕩電路，以及通信系統中的頻率發生器，為數據處理設備提供時鐘信號和特定系統的基準信號。

晶體振蕩器一般采用金屬外殼封裝，也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。總頻差是在規定的時間內，由于規定的工作和非工作參數全部組合而引起的晶體振蕩器頻率與給定標稱頻率的最大頻差。

總之，晶體振蕩器是一種采用石英晶體作為頻率控制元件的高精度、高穩定度的振蕩器，廣泛應用于各種電路和通信系統中。

晶體振蕩器的應用

晶體振蕩器在各個領域有多種應用，下面給出一些晶體振蕩器的應用。

1、Colpitts晶體振蕩器應用

考畢茲振蕩器用于生成非常高頻率的正弦輸出信號。該振蕩器可用作不同類型的傳感器，例如溫度傳感器，因為我們在 Colpitts 電路中使用 SAW 器件，它直接從其表面進行感應。

考畢茲振蕩器的應用主要涉及使用較寬頻率范圍的情況。也可用于無阻尼和連續振蕩條件。使用考畢茲電路中的一些器件，我們可以實現更高的溫度穩定性和高頻。

2、阿姆斯壯晶體振蕩器的應用

這條賽道一直流行到 20 世紀 40 年代。這些廣泛用于再生無線電接收器。在該輸入中，來自天線的射頻信號通過附加繞組磁耦合到儲能電路中，并且反饋被減少以在反饋環路中進行增益控制。最后，它產生窄帶射頻濾波器和放大器。在此晶體振蕩器中，LC 諧振電路被反饋環路取代。

接下來小編給大家分享一些晶體振蕩器電路圖，以及簡單分析它們的工作原理。

晶體振蕩器電路圖分享

1、簡單的晶體振蕩器電路圖

為了構建串聯諧振晶體振蕩器，將晶體元件和耦合電容器放置在共發射極配置電路的集電極和基極端子之間，我們可以從集電極端子獲得振蕩器輸出。

對于并聯諧振晶體振蕩器，晶體元件放置在集電極和發射極端子之間，并且輸出取自集電極端子，此處晶體管配置為共發射極。

開關元件可以是FET或MOSFET的晶體管，大多數微控制器、微處理器都提供外部端子連接晶體元件，不需要外部振蕩電路。具體范圍的晶體元件與數字IC連接。

2、低失真晶體振蕩器電路圖

這是一個低失真晶體振蕩器電路。該電路生成具有低相位噪聲和失真的正弦波。該電路可用于實現晶體耗散小于 1mV 的晶體。晶體用于過濾信號電流。如果阻抗負載較低，JFET 將驅動阻抗。當負載在50歐姆左右時，最好采用射極跟隨器結合降壓變壓器或匹配網絡進一步緩沖。

C3的值決定了輸出電壓，如果需要較低的輸出電壓，則應增大C3的值，而當需要較大的輸出電壓時，應減小C3的值。如果使用泛音晶體，則應用扼流圈代替 1K 發射極電阻。該扼流圈必須與 C2 諧振，其頻率略高于三次泛音晶體的基頻。當使用高Q值泛音晶體時，C3的值應該較低，因為高Q值泛音晶體的驅動電平應比基波晶體低得多。除此之外，輸出電平應設置得盡可能低。

如果晶體的額定功率或電流已知，則可以測量驅動電平。要測量驅動電平，請臨時在 C3 上連接一個 100 歐姆電阻，并測量 FET 源極上的信號電平。晶體電流由V/100決定。

3、并聯型晶體振蕩器電路圖

聯型晶體振蕩器如圖所示。三極管VT與R1、R2、R3、R4構成放大電路；C3為交流旁路電容，對交流信號相當于短路；X1為石英晶體，在電路中相當于電感。從交流等效圖可以看出，該電路是一個電容三點式振蕩器，C1、C2、X1構成選頻電路，其選頻頻率主要由X1決定，頻率接近fp。

電路振蕩過程：接通電源后，三極管VT導通，有變化Ic電流流過VT，它包含著微弱的0～∞各種頻率的信號。這些信號加到C1、C2、X1構成的選頻電路，選頻電路從中選出f0信號，在X1、C1、C2兩端有f0信號電壓，取C2兩端的f0信號電壓反饋到VT的基-射極之間進行放大，放大后輸出信號又加到選頻電路，C1、C2兩端的信號電壓增大，C2兩端的電壓又送到VT基-射極，如此反復進行，VT輸出的信號越來越大，而VT放大電路的放大倍數逐漸減小，當放大電路的放大倍數與反饋電路的衰減系數相等時，輸出信號幅度保持穩定，不會再增大，該信號再送到其他的電路。

4、串聯型晶體振蕩器電路圖

串聯型晶體振蕩器如圖所示。該振蕩器采用了兩級放大電路，石英晶體X1除了構成反饋電路外，還具有選頻功能，其選頻頻率f0=fs，電位器RP1用來調節反饋信號的幅度。

電路振蕩過程：接通電源后，三極管VT1、VT2導通，VT2發射極輸出變化的Ie電流中包含各種頻率的信號，石英晶體X1對其中的f0信號阻抗很小，f0信號經X1、RP1反饋到VT1的發射極，該信號經VT1放大后從集電極輸出，又加到VT2放大后從發射極輸出，然后又通過X1反饋到VT1放大，如此反復進行，VT2輸出的f0信號幅度越來越大，VT1、VT2組成的放大電路放大倍數越來越小，當放大倍數等于反饋衰減系數時，輸出f0信號幅度不再變化，電路輸出穩定的f0信號。

5、手表晶體振蕩器電路圖

開發該電路的目的是允許手表晶體用于現有的 CMOS 振蕩器電路（該電路由 12 V 電源供電）。但有一個問題，這些晶體只能在 6V 左右的電源電壓下工作。如果電源電壓超過 6 V，則晶體將被過度驅動，導致其破碎。

通過使用 LED 1 和 2 以及 470nF 電容器 (C3) 將晶體驅動限制在約 4V 峰峰值，可以使用該電路解決該問題。請注意，為了確保某些晶體的可靠啟動和穩定振蕩，可能需要調整 C1 和 C2。但是，應保持 C1:C2 比例。另外，兩個 LED 燈都會發光，以視覺方式指示振蕩器正在工作。