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新闻动态

负性阻抗-R

来源:技术部 发布时间:2013/3/20 13:54:19

     如下图所示,石英晶体的两端往振荡电路看过去,排除石英晶体以外的所有阻抗特性质总和,振荡电路上必须提供足够大的增益来补偿振荡电路共振时的机械能损耗,也就是放大器为一个能量源,若负性阻抗的能量源大于振荡电路的损耗时,能源回路为平衡状态,此回路为稳定振荡,负性阻抗不是产品规格参数,但却是振荡线路设计时很重要的性能指标。
    在振荡电路中,石英晶体谐振器作为感抗被使用。石英晶体谐振器和振荡电路的关系如图5所示,为提高振荡电路中的起振条件,须提高振荡电路中的负阻抗,而电路中没有足够的负阻抗偏差,则较难起振。在振荡电路中负阻抗的值应达到谐振阻抗的5-10倍。在振荡电路中,负载电容的中心值(其决定谐振频率的绝对值)和其变化范围(谐振频率的良好调整范围)应保持在最佳值。
  正确的选取C1/C2的值将有利于振荡电路的工作稳定,并能使振荡频率能满足使用的频率要求。其选取的步骤如下:
      首先应该按照-R的需求选择C1/C2,在满足TS的情况下应尽量选取电容小一些,以保持较高的–R,确保电路振荡的稳定性。
   当无法满足-R要求时,应考虑对IC的特性重新评估、选择。 
      ※ -R的计算公式:-R = gm/ {ω2 *(C1*C2)}     gm为互导,单位:S(西门子)

      ※ 早期测试-R的仪器有HP-4195A等,但现阶段皆改为crystal搭配VR实测法(见下图)
      ※ -R的要求(标准): 
         ∣-R∣≧ 5~10 RL ,若∣-R∣低于3倍时会因石英谐振器与电路的匹配不良而容易出现不起振或振荡不
          不稳定、振荡启动时间延长等问题。 


             

   测试负性阻抗目的是避免振荡器无法起振。振荡器无法起振的原因是负性阻抗宽裕度不够导致,为避免此现象发生,在设计时,负性阻抗一般至少是RL的五倍以上,若太小时则会发生偶尔不起振的现象发生。输出端串接一个可变电阻,可变电阻调至最小,接通电源让电路正常动作,调整可变电阻,将之调大,直至振荡器不起振,确定不起振后,再将可变电阻调小,观测波形,持续将可变电阻调小到振荡器开始振荡波形正常后,关闭电源,再打开电源,若振荡器依旧可以起振,这时候可变电阻上的阻抗值再加上谐振器的电阻值即为负性阻抗值。