
串联晶振是一种振荡电路结构,它利用晶体在特定频率下阻抗最小的特性,让晶体作为一个高品质的短路元件来选频和稳频。
下面晶诺威科技为你详细解析其工作原理、与并联晶振的区别以及使用要点。
核心工作原理:在谐振点“短路”
石英晶体有两个关键的谐振频率:串联谐振频率(Fs)和并联谐振频率(Fa)。串联晶振电路正是利用了晶体在 Fs 处的特性。
关键特性:当信号频率恰好等于晶体的串联谐振频率(Fs)时,晶体的阻抗变得最小,等效于一个纯电阻(接近短路)。
电路动作:在振荡电路中,晶体被接在正反馈支路上。只有当信号频率为Fs时,晶体阻抗最小,反馈信号最强,电路满足振荡条件,从而起振。一旦频率偏离Fs,晶体阻抗会急剧增大,反馈减弱,振荡便无法维持。
串联晶振
短路元件(阻性),工作在串联谐振频率Fs。晶体串接在正反馈通路中。频率主要由晶体自身的串联谐振频率决定,非常稳定。负载电容(CL)不关键,通常不指定。因为晶体不依赖外部电容来“拉”频率。典型形式包括两级RC或LC放大器构成的正反馈环路,或共基极三点式电路将晶体接入发射极反馈通路。

并联晶振
晶体的作用是电感元件(感性),工作在Fs和Fa之间的感性区。晶体与电容等构成并联谐振回路,常为皮尔斯(Pierce)或考毕兹(Colpitts)电路形式。频率由晶体与外部负载电容(CL)共同决定,可通过调整负载电容进行微调。负载电容(CL)是关键参数。必须匹配晶振手册指定的CL值,否则频率会偏离标称值。最常见的皮尔斯振荡器,晶体两端接有两个接地电容(C1、C2)。

一个简单的经验法则
在判断电路类型时,可以看晶体的接法来简单区分:
串联型:晶体通常串联在两个器件引脚之间,或串在一条信号路径上。
并联型:晶体通常一端接IC引脚,另一端接地,并且两个引脚上往往各有一个电容接地。
