RC振蕩器和晶體振蕩器的優缺點和電路圖分析

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RC振蕩器和晶體振蕩器的優缺點和電路圖分析

周碧俊 發表於 2018-08-06 17:02:19

振蕩器（oscillator）是一種能量轉換裝置——將直流電能轉換為具有一定頻率的交流電能。今天我們介紹的是振蕩器中比較常見的兩種，RC振蕩器和晶體振蕩器

RC振蕩器和晶振

RC振蕩器： 在振蕩電路中的頻率選擇部分可以只用電阻和電容構成。 這種只用電阻和電容構成的振蕩器稱為RC振蕩器 。

晶振： 只要在晶體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。當外加電壓頻率等於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。

二者的優缺點

RC振蕩器 ，優點是實現的成本比較低，畢竟就是一個電阻電容。缺點是由於電阻電容的精度問題所以RC振蕩器的震蕩頻率會有誤差，同時受到溫度、溼度的影響，這個跟元器件的工藝有關。

缺點是由於電阻電容的精度問題所以RC振蕩器的震蕩頻率會有誤差，同時受到溫度、溼度的影響。這個跟元器件的工藝有關

晶體振蕩器，優點是相對來說震蕩頻率一般都比較穩定。缺點的話就是價格要稍微高點了，還有用晶體振蕩器一般還需要接兩個15-33pF起振電容。

一般單片機中很少用RC振蕩器，可能在實驗室環境會用，而在實際的工程、工業上很少用到，常用的也就是晶體振蕩器。因為很多時候單片機需要一個精度的機器周期作定時、通訊等用途：如果震蕩頻率不準的話，對產品的功能是有很大影響的

RC震蕩電路圖解析

RC振蕩電路，採用RC選頻網絡構成，適用於低頻振蕩，一般用於產生1Hz~1MHz（fo=1/2πRC）的低頻信號。對於RC振蕩電路來說，增大電阻R即可降低振蕩頻率，而增大電阻是無需增加成本的;而對於LC振蕩電路來說，一般產生的正弦波頻率較高，若要產生頻率較低的正弦振蕩，勢必要求振蕩迴路要有較大的電感和電容，這樣不但元件體積大、笨重、安裝不便，而且製造困難、成本高。因此，200kHz以下的正弦振蕩電路，一般採用振蕩頻率較低的RC振蕩電路。

RC正弦波振蕩電路

常見的RC正弦波振蕩電路是RC串並聯式正弦波振蕩電路，它又被稱為文氏橋正弦波振蕩電路

串並聯網絡在此作為選頻和反饋網絡。它的電路圖如圖（1）所示：

它的起振條件為：

。它的振蕩頻率為：

它主要用於低頻振蕩。要想產生更高頻率的正弦信號，一般採用LC正弦波振蕩電路。它的振蕩頻率為：

。石英振蕩器的特點是其振蕩頻率特別穩定，它常用于振蕩頻率高度穩定的的場合。

下面還是RC正弦波電路圖：

採用RC選頻網絡構成的振蕩電路稱為RC振蕩電路，它適用於低頻振蕩，一般用於產生1Hz1MHZ的低頻信號。

常用RC振蕩電路有RC橋氏振蕩電路和RC移相式振蕩電路。本節只重點介紹由串並聯選頻網絡構成的RC橋式振蕩電路。

晶體振蕩器電路圖

在電路圖中R172用於匹配IC內部電路負反饋和相位移。C186、C187為晶體負載電容CL。該電容值的確定公式為：

基頻電路圖中，R1、R2、R3為電路提供偏置，L1、C1組成振蕩槽路，C2為旁路電容，C3為偶合電容，CL為晶體負載電容。

泛音電路圖中，R1、R2、R3、R4為電路提供偏置，C1、C2、L1構成選頻網絡，C3為旁路電容，C4為偶合電容，CL為晶體負載電容。

電路中電晶體選擇，其特徵頻率應大於電路振蕩頻率的50-100倍，即不小於1.2G。偶合電容在不影響輸出幅度的情況下，可以選擇更小點。總之，頻率越高，電容越小，頻率越低，電容值越大。電容太大，輸出噪聲會增高，你也可以考慮在這裡加濾波網絡。

還要說明一點，並聯型晶體振蕩器頻率穩定度沒有串聯型晶體振蕩器高。

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