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石英震盪器工作原理

石英振盪器的工作原理基於石英晶體的壓電效應。石英晶體是一種特殊的材料,它在特定條件下能夠產生機械振動。當在石英晶體的兩個電極上施加交流電壓時,晶體將產生機械變形,這種機械振動會產生交變電場。如果施加的電壓頻率與石英晶體的固有頻率一致,就會發生共振現象,此時振盪器的輸出信號非常規則和穩定。

石英晶體振盪器通常包含一個電感、一個電容和一個石英晶體,這些元件共同產生與石英晶體諧振頻率相同的振盪信號。電感和電容的數值需要合理設計,以確保振盪電路的諧振。振盪電路產生的信號非常微弱,需要通過放大電路來放大信號幅度。為了保證振盪電路的穩定性和精度,通常需要將一部分輸出信號反饋到振盪電路中,使振盪電路自動調整,產生高精度的振盪信號。

石英晶體有兩個諧振頻率,即fs和fp,其中fp略大於fs。當f=fs時,石英晶體呈阻性,相當於阻值小的電阻。當f≥fp時,石英晶體呈容性,相當於電容。

總結來說,石英振盪器的工作原理可以概括為:在石英晶體上施加交流電壓產生機械振動,當振動頻率與晶體固有頻率一致時發生共振,從而產生規則的電信號輸出。