壓控晶體振蕩器與溫補晶體振蕩器工作原理
來源：http://www.mlnic.org.cn 作者：dgkjly 2012年04月30
帝國科技為你介紹：壓控振蕩器與溫補晶體振蕩器工作原理
石英晶體振蕩器分非溫度補償式晶體振蕩器、溫度補償晶體振蕩器（TCXO）、
電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）
和數字化/μp補償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類型
其中，無溫度補償式晶體振蕩器是最簡單的一種，
" 在日本工業標準(JIS)中，稱其為標準封裝晶體振蕩器（SPXO）。
現以SPXO為例，簡要介紹一下石英晶體振蕩器的結構與工作原理。 "
石英晶體，有天然的也有人造的，是一種重要的壓電晶體材料。
石英晶體本身并非振蕩器，它只有借示意圖
助于有源激勵和無源電抗網絡方可產生振蕩。
SPXO主要是由品質因數（Q）很高的晶體諧振器（即晶體振子）與反饋式振蕩電路組成的。
石英晶體振子是振蕩器中的重要元件，
晶體的頻率（基頻或n次諧波頻率）及其溫度特性在很大程度上取決于其切割取向
只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會使晶片產生機械變形振動，
此現象即所謂逆壓電效應。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，
就會發生壓電諧振，從而導致機械變形的振幅突然增大
(a)石英晶振于的結構
（b）金屬殼封裝示圖（c）等效電路
與金屬板之間的靜電電容；L、C為壓電諧振的等效參量；
R為振動磨擦損耗的等效電阻。石英晶體諧振器存在一個串聯諧振頻率fos（1/2π），
同時也存在一個并聯諧振頻率fop（1/2π)。
由于Co?C，fop與fos之間之差值很小，
并且R?ωOL，R?1/ωOC，所以諧振電路的品質因數Q非常高（可達數百萬）
，從而使石英晶體諧振器組成的振蕩器頻率穩定度十分高，可達10－12/日。
石英晶體振蕩器的振蕩頻率既可近似工作于fos處，也可工作在fop附近，
因此石英晶體振蕩器可分串聯型和并聯型兩種。
用石英晶體諧振器及其等效電路，取代LC振蕩器中構成諧振回路的電感（L）和電容（C）元件，
SPXO的總精度（包括起始精度和隨溫度、電壓及負載產生的變化）可以達到±25ppm。
SPXO既無溫度補償也無溫度控制措施，
其頻率溫度特性幾乎完全由石英晶體振子的頻率溫度特性所決定。
在0～70℃范圍內，SPXO的頻率穩定度通常為20～1000ppm，SPXO可以用作鐘頻振蕩器
石英晶體振蕩器分非溫度補償式晶體振蕩器、溫度補償晶體振蕩器（TCXO）、
電壓控制晶體振蕩器（VCXO）、恒溫控制式晶體振蕩器（OCXO）
和數字化/μp補償式晶體振蕩器（DCXO/MCXO）等幾種類型
其中，無溫度補償式晶體振蕩器是最簡單的一種，
" 在日本工業標準(JIS)中，稱其為標準封裝晶體振蕩器（SPXO）。
現以SPXO為例，簡要介紹一下石英晶體振蕩器的結構與工作原理。 "
石英晶體，有天然的也有人造的，是一種重要的壓電晶體材料。
石英晶體本身并非振蕩器，它只有借示意圖
助于有源激勵和無源電抗網絡方可產生振蕩。
SPXO主要是由品質因數（Q）很高的晶體諧振器（即晶體振子）與反饋式振蕩電路組成的。
石英晶體振子是振蕩器中的重要元件，
晶體的頻率（基頻或n次諧波頻率）及其溫度特性在很大程度上取決于其切割取向
只要在晶體振子板極上施加交變電壓，就會使晶片產生機械變形振動，
此現象即所謂逆壓電效應。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時，
就會發生壓電諧振，從而導致機械變形的振幅突然增大
(a)石英晶振于的結構
（b）金屬殼封裝示圖（c）等效電路
與金屬板之間的靜電電容；L、C為壓電諧振的等效參量；
R為振動磨擦損耗的等效電阻。石英晶體諧振器存在一個串聯諧振頻率fos（1/2π），
同時也存在一個并聯諧振頻率fop（1/2π)。
由于Co?C，fop與fos之間之差值很小，
并且R?ωOL，R?1/ωOC，所以諧振電路的品質因數Q非常高（可達數百萬）
，從而使石英晶體諧振器組成的振蕩器頻率穩定度十分高，可達10－12/日。
石英晶體振蕩器的振蕩頻率既可近似工作于fos處，也可工作在fop附近，
因此石英晶體振蕩器可分串聯型和并聯型兩種。
用石英晶體諧振器及其等效電路，取代LC振蕩器中構成諧振回路的電感（L）和電容（C）元件，
SPXO的總精度（包括起始精度和隨溫度、電壓及負載產生的變化）可以達到±25ppm。
SPXO既無溫度補償也無溫度控制措施，
其頻率溫度特性幾乎完全由石英晶體振子的頻率溫度特性所決定。
在0～70℃范圍內，SPXO的頻率穩定度通常為20～1000ppm，SPXO可以用作鐘頻振蕩器
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