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无源晶体为什么震荡

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2025-01-04 12:49:51

无源晶体之所以能够产生振荡,主要基于以下几个原理和机制:

压电效应

石英晶体具有压电效应,即在受到外力作用时,其内部会产生电极化现象,导致电荷分布改变。当这种电荷分布改变的频率与石英晶体的固有频率相同时,就会产生共振,从而产生稳定的振荡信号。

共振原理

无源晶振的起振是基于共振原理的。振荡电路利用共振原理的自激条件来实现电路自稳定的谐振状态。振荡电路通过提供足够的放大倍数,将电路自激谐振状态达到最大化,然后产生振荡电压。

振荡回路

在晶振中,晶体作为电路中最关键的部分之一,与电路之间有一定的相互作用。由于晶体具有压电效应,当有外加电压施加在晶体上时,晶体开始振动,并对电路产生反馈。对称的电容和电感环也是晶振的重要组成部分。当电路反馈到晶体上时,晶体会再次产生振动,从而让电路形成环形电容,实现正反馈,使整个电路产生共振,最终产生高精度、稳定的振荡信号。

频率稳定性

石英晶体的振动频率十分稳定,这得益于其压电效应和晶体结构的固有特性。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为“压电谐振”。

综上所述,无源晶体通过其压电效应和共振原理的交互作用,在外部电路的激励下产生振荡。虽然无源晶体本身不能单独振荡,但它与外部电路共同作用,形成稳定的振荡信号。这种振荡信号的频率由晶体的固有频率决定,并且具有极高的稳定性。

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