這些石英晶體振蕩器非常穩(wěn)定,具有良好的品質因數(shù),尺寸小,非常經(jīng)濟.因此,與諸如LC電路,轉向叉等的其他諧振器相比,石英晶體振蕩器電路是優(yōu)越的.通常,8MHz晶體振蕩器用于微處理器和微控制器.

等效電路也代表晶體的晶振作用.電路中使用的基本元件,電感L1代表晶體質量,電容C1代表柔量,電阻R1代表晶體的內(nèi)部結構摩擦,C0代表晶體機械成型所形成的電容.

石英晶體振蕩器電路圖由串聯(lián)諧振和并聯(lián)諧振組成,即兩個諧振頻率.如果由電容C1產(chǎn)生的電抗等于并且與由電感L1產(chǎn)生的電抗相反,則發(fā)生串聯(lián)諧振.串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率分別由fs和fp表示,fs和fp的值可以通過使用下圖所示的下列公式確定.

串聯(lián)諧振頻率和并聯(lián)諧振頻率

因此,在這種情況下阻抗大約等于電阻R1.如果串聯(lián)諧振腿電抗等于由電容C0引起的電抗,則發(fā)生并聯(lián)諧振.因此,如果在這種情況下石英晶體諧振器提供非常高的阻抗,則外部電路.

阻抗與頻率圖

上圖顯示了石英晶體振蕩器電路的阻抗和頻率之間的關系圖.通常,晶體振蕩器的頻率范圍為32KHz至200MHz.

使用石英晶體振蕩器

通常,我們知道,晶體振蕩器用于微處理器和微控制器以提供時鐘信號.讓我們考慮8051微控制器,其中12MHz的外部晶體振蕩器電路是必不可少的,即使(基于型號)8051微控制器能夠以40MHz晶振(最大值)運行.8051在一個機器周期內(nèi)需要12個時鐘周期,以便在1MHz(考慮12MHz時鐘)到3.33MHz(考慮最大40MHz時鐘)時提供有效循環(huán)速率.該晶體振蕩器用于產(chǎn)生所有內(nèi)部操作同步所需的時鐘脈沖.

晶體振蕩器在各個領域有許多應用,一些石英晶體振蕩器應用如下所示:

晶體振蕩器在軍事和航天領域的應用

在軍事和航空航天中使用晶體振蕩器,是為了建立一個有效的通信系統(tǒng),用于導航目的,電子戰(zhàn),引導系統(tǒng)等.

晶體振蕩器在研究和測量中的應用

晶體振蕩器用于天文導航,空間跟蹤,測量儀器和醫(yī)療設備等的研究和測量.

晶體振蕩器的工業(yè)應用

晶體振蕩器有大量的工業(yè)應用,例如計算機,數(shù)字系統(tǒng),儀器儀表,鎖相環(huán)系統(tǒng),船舶,調制解調器,傳感器,電信,磁盤驅動器等.

在汽車中使用石英晶體振蕩器

晶體振蕩器用于發(fā)動機控制,立體聲,時鐘和行程計算機,以及GPS系統(tǒng).

晶體振蕩器的消費類應用

晶體振蕩器用于許多消費品中,例如有線電視系統(tǒng),個人計算機,攝像機,玩具和視頻游戲,無線電系統(tǒng),蜂窩電話等.