基本的RC石英晶體振蕩器電路計算分析
基礎RC石英晶體振蕩器也稱為相移振蕩器,利用從電阻器-電容器組合獲得的再生反饋產生正弦波輸出信號.這個來自RC網絡的再生反饋是由于電容器存儲電荷的能力(類似于LC儲能電路).
這個電阻電容反饋網絡可以如上圖所示連接,產生一個超前相移(相位超前網絡)或互換產生一個滯后相移(相位延遲網絡),其結果仍然與正弦波石英晶體振蕩器振蕩相同,只發生在總相移為360°的頻率.
通過改變有源晶振,移相晶體振蕩器移相網絡中的一個或多個電阻器或電容器,可以改變晶振頻率,并且通常通過保持電阻器相同并使用3聯動可變電容器來完成.
如果移相網絡中的所有電阻器R和電容器C的值相等,則RC石英晶體振蕩器產生的振蕩頻率為:
ƒ-[R是以赫茲為單位的輸出頻率,R是歐姆電阻,C是電容,N是RC階段的數量.(N=3)
由于RC石英晶體振蕩器振蕩器電路中的電阻-電容組合也起到衰減器的作用,在三個階段產生總衰減為-1/29th(Vo/Vi=β),因此放大器的電壓增益必須足夠高以克服這些RC損失.因此,在我們上面的三級RC網絡中,放大器增益必須等于或大于29.
放大器對反饋網絡的負載效應會影響石英晶體振蕩器的振蕩頻率,并可能導致振蕩器頻率比計算值高出25%.然后,反饋網絡應從高阻抗輸出源驅動,并饋入低阻抗負載,如共發射極晶體管放大器,但更好的方法是使用運算放大器,因為它能夠完美地滿足這些條件.