石英晶體振蕩器簡稱石英晶體,俗稱為晶振,它是利用具有壓電效應的石英晶體片制成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產生機械振動,當交變電場的頻率與石英晶體的固有頻率相同時,振動便變得很強烈,這就是晶體諧振特性的反應。利用這種特性,就可以用來穩定頻率和選擇頻率,取代LC(線圈和電容)諧振回路、濾波器等。
石英晶體振蕩器是一種高精度和高穩定度的振蕩器,被廣泛應用于彩電、計算機、遙控器等各類振蕩電路中,以及通信系統中用于頻率發生器、為數據處理設各產生時鐘信號和為特定系統提供基準信號。
石英諧振器因具有極高的頻率穩定性,故主要用在要求頻率十分穩定的振蕩電路中作諧振元件或頻率基準(將石英晶體作為振蕩回路組件,組成晶體振蕩器,產生時鐘信號基頻的器件),如彩電的色副載波振蕩器、電子鐘表的時基振蕩器及游戲機中的時鐘脈沖振蕩器等。石英晶體成本較高,故在要求不太高的電路中一般采用陶瓷諧振元件。
1 石英晶體振蕩器的分類
石英晶體振蕩器按精度(或頻率穩定度)可分為普通石英晶體振蕩器、精密石英晶體振蕩器、中精密石英晶體振蕩器和高精密石英晶體振蕩器;按封裝結構及外形可分為金屬外殼晶體振蕩器、玻璃外殼晶體振蕩器、膠木殼晶體振蕩器和塑料外殼晶體振蕩器,金屬外殼封裝的石英晶體振蕩器又有錫焊、冷壓焊和電阻焊三種;按引出電極數目可分為雙電極(二端)型晶體振蕩器、三電極(三端)型晶體振蕩器和四電極(四端)型晶體振蕩器;按用途可分為彩色電視機用晶體振蕩器、影碟機用晶體振蕩器、無線通信用晶體振蕩器、電子鐘表用晶體振蕩器等多種類型;按基本諧振電路可分為并聯晶體振蕩器和串聯晶體振蕩器兩種類型。常見石英晶體振蕩外形如圖1所示。
圖1 常見石英晶體振蕩器外形
2 石英晶體振蕩器的檢測
檢測石英晶體,首先從外觀上檢查,正常石英晶體表面整潔,無裂紋,引腳牢固可靠,電阻值為無窮大。若用萬用表測時的電阻很小甚至接近于零,則說明被測晶體漏電或擊穿,已經損壞。若所測電阻無窮大,則說明石英晶體沒有擊穿漏電,但不能斷定晶體是否損壞。此時,可根據不同頻率的晶體的電容量不同進一步檢測,用數字式萬用表的電容擋測量石英晶體的電容值,再對照資料即可確定石英晶體是否損壞。常用的幾種檢測晶振的方法如下。
2.1 電阻法測量
用萬用表R×10k擋測量石英晶體振蕩器的正、反向電阻值,正常時均應為∞(無窮大)。若測得石英晶體振蕩器有一定的阻值或為0,則說明該石英晶體振蕩器已漏電或擊穿損壞。但反過來則不能成立,即若用萬用表測得阻值為無窮大,則不能完全判斷石英晶體良好;此時,可改用另一種方法進一步判斷。
2.2 電容量法測量
通過用電容表或具有電容測量功能的數字式萬用表測量石英晶體振蕩器的電容量,可大致判斷出該石英晶體振蕩器是否已變值。例如,遙控發射器中常用的45kHz、480kHz、500kHz和560kHz石英晶體振蕩器的電容近似值分別為296~310pF、350~360pF、405~430pF、170 - 196pF。若測得石英晶體振蕩器的容量大于近似值或無容量,則可確定是該石英晶體振蕩器已變值或開路損壞。
2.3 用測試電路檢測
石英晶體檢測通用的方法是制作一個簡單的振蕩電路,將被測的石英晶體接人(注意,石英晶體振蕩器的兩條引線不能相距過近),看是否起振。若起振,說明晶體是好的,否則是壞的。常用石英晶體的檢測電路如圖2所示。被測石英晶體與三極管V1構成一個振蕩器,若晶振良好,則振蕩器起振,信號經過C3耦合至VD1、VD2整流及C4濾波,再經過放大電路放大,驅動LED發光;如晶振損壞,則振蕩器不能起振,LED不能發光。圖中BX代表被測晶體。
圖2 石英晶體檢測電路
還有一種最簡單的方法可粗略判斷石英晶體的好壞。方法是:將一只試電筆刀頭插人市電的火線孔內,用手指拿住石英晶體的一腳,用另一腳接觸試電筆的頂端。如果氖泡發紅,一般說明石英晶體是好的;如果氖泡不亮,說明晶體已經壞掉。
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