1、一、 晶體在門振蕩電路中的應用晶體元件在門振蕩電路與科爾匹茲振蕩電路中的應用相同，在門振蕩電路中一般的激勵電平比較大，需要增加一個串聯電阻以保證晶體工作在一個合適的激勵下。門振蕩電路與科爾匹茲振蕩電路對晶體的匹配最重要的是考慮晶體與電路負阻的匹配，無論是門振蕩電路還是科爾匹茲振蕩電路的負阻都要求達到晶體電阻的5倍以上，才能保證晶體與電路配合穩定，工作可靠。電路負阻Ri的確定：Ri= - gm/(2C1*C2), gm為互導，單位：（S 西門子），電路負阻Ri與電路工作頻率有關，頻率不同負阻也不同。當電路負阻與晶體匹配不好的時候，會出現頻率不穩，頻率跳變，不振或本來設計的基頻振蕩結果振蕩在泛音頻

2、率，或泛音電路結果振在了基頻頻率上。晶體與電路匹配的另一個問題是晶體的負載電容CL的確定，在門振蕩電路中，晶體負載電容CL為C1和C2兩個電容串聯以后再加上電路的雜散電容CS得到；在科爾匹茲振蕩電路中晶體負載電容CL為C1、C2和C3三個電容串聯以后再加上電路的雜散電容CS得到。晶體負載電容CL影響了振蕩電路的頻率偏差，造成系統誤差；振蕩電路中振蕩電容C1、C2、C3的散差和雜散電容CS的散差決定了振蕩頻率散差的大小。二、 晶體在無線發射和接收機中的應用2. 晶體與nRF401和nRF403的內部連接示意圖及晶體等效電路3.在無線發射機和無線接收機中，系統需要微處理器進行控制，因為微控制器的時

3、鐘引腳內部大都也是一個非門邏輯電路，功能相同，設計人員往往將微控制器和nRF401或nRF403共用1個晶體，這種情況在其他電路的設計中也很常見，nRF401和nRF403的典型外接元件及其連接示意圖如下：4.電路對晶體的要求：1）.nRF401和nRF403要求晶體的標稱頻率4.000MHZ，靜電容C05PF，等效電阻150，負載電容CL14PF，頻率穩定性±35PPM。晶體的實際負載電容CL=（C1*C2）/（C1+C2）+C，C為電路分布電容。發射和接收機的頻率偏差應限制在70PPM，所以晶體的穩定性應該控制在±35PPM，否則會導致接收機靈敏度的下降。發射和接收機工

4、作溫度范圍在-25+85，則需要晶體在此溫度范圍內總的頻率偏差限制在±35PPM。2）.nRF903要求晶體的標稱頻率11.0592MHZ，等效電阻60，靜電容C07PF，負載電容CL12PF，對于868/915MHZ的工作頻率，晶體的頻率穩定度要求±20PPM，對于433MHZ的工作頻率，晶體的頻率穩定度要求在±40PPM。下圖是接收機靈敏度與頻率偏差的關系曲線三、 晶體在頻率合成及信號處理中的應用頻率合成電路和信號處理電路，都需要一個頻率信號做為時鐘基準或同步時鐘基準。對于頻率合成電路，它的功能就是要提供不同的頻率信號，一般情況下對頻率的穩定性要求比較高，也有

5、的要求不是很嚴格，對頻率穩定性的要求和對電路板空間的要求往往決定設計人員對元件的選擇。下面以頻率合成專用集成電路PT7A4401C為例進行說明。 如果設計人員認為需要高穩頻率信號則會選擇圖1所示的電路，外接一個高穩的頻率信號源為PT7A4401C提供高穩時鐘信號，這時選擇TCXO或OCXO來作為頻率基準；如果設計人員認為不需要高穩頻率信號而考慮電路板空間緊張的話，那麼會選擇小型OSC作為頻率源；如果設計人員只是考慮成本的話，則選擇圖2的設計，使用晶體和其他分立阻容元件組成振蕩器，在這種設計中晶體的激勵電平一般比較大，激勵功率大約在1mw左右，需要調整反饋電阻和分壓電阻以使晶體保持在適當的激勵下

6、，如果晶體激勵過大，則晶體穩定性變差，靜電容C0盡量要小，否則引發寄生振動。對于頻率合成的應用，如果使用倍頻的話，比如使用AD9854，主時鐘的工作頻率達到300MHZ，外接20MHZ的頻率信號需要15倍頻，外接50MHZ的頻率信號需要6倍頻，50MHZ的頻率信號經過6倍頻得到的300MHZ信號比用20MHZ的頻率信號經過15倍頻得到的300MHZ信號要穩定的多。電路設計人員要從頻率穩定性、電路板有效空間和制造成本三個方面綜合考慮晶體和晶體振蕩器的選擇。四、 晶體在電話機電路中的應用W91541A是電話機編碼發射電路，外接3.579545MHZ晶體，CM8870C是電話機譯碼電路，外接3.57

7、9545MHZ晶體，CM8870C的電路設計如下：由W91541A組成的編碼發射電路發射的信號被CM8870C組成的譯碼電路接收到，信號通過耦合電容輸入到CM8870C的2、3腳，然后進入內部頻率比較電路進行譯碼，譯碼的結果使Q1、Q2、Q3、Q4電平變化，接通所要呼叫的電話。這是利用電信電話專用集成電路實現編碼-譯碼呼叫。其信號的傳送可以利用電話線，也可以附加高頻發射接收電路實現無線尋呼，根據DTMF國際標準編碼呼叫指令，有16種編碼，因此最多可實現16個用戶呼叫。編碼呼叫電路使用W91451A集成電路，也使用3.579545MHZ晶體諧振器，晶體的頻率穩定性要求在±100PPM。

8、當對16個用戶進行編碼呼叫時，信道頻率間隔變窄，因此需要晶體具有更高的頻率穩定性，大約晶體的穩定性在±14PPM。在通訊和尋呼設備中，頻率偏差過大造成會造成譯碼錯誤和信道干擾，因此此類電子設備對晶體的頻率穩定性要求比較嚴格。五、 TCXO在移動終端設備中的應用移動通訊終端設備是通過基站的數據處理進行工作的，移動終端與基站的聯絡非常重要，如果終端設備與基站失去聯絡則不能進行正常工作，移動終端與基站之間是通過特定的頻率信號交換達到聯絡的，如果沒有這個信號或頻率信號偏差過大都會影響終端設備與基站的聯系，造成基站不能對移動終端進行定位和數據交換。為了達到移動終端與基站聯系信號的穩定，在移動終

9、端設備的發射電路里面使用一個頻率穩定性比較高的參考頻率源，移動終端環境溫度的變化是影響頻率穩定性的一個重要因素，所以移動終端設備內都有一個溫度補償晶體振蕩器TCXO，經過溫度補償的晶體振蕩器頻率穩定性達到±2.5PPM的精度，保證移動終端與基站之間的聯絡穩定。TCXO的頻率由發射電路決定，現在移動通訊終端都使用大規模的專用集成電路，不同廠家生產的集成電路外接的參考頻率也不相同。以下是TCXO在幾種移動終端的發射電路中的應用。MAX2366是一款用于蜂窩電話的完整的雙波段、三模發送器，是迄今為止同類產品中集成度最高、結構最先進的方案。該器件收到差分I/Q基帶輸入信號后，經由正交調制器和

10、IF可變增益放大器(VGA)，將其上混頻至IF。然后，信號被送入外部帶通濾波器，經由SSB混頻器和RF VGA被上變頻至RF。片上PA驅動器將信號進一步放大。雙IF合成器，雙RF合成器，一個本振(LO)緩沖器，和三線可編程總線組成了該IC完備的基本功能模塊。MAX2367支持單波段、單模(PCS)工作方式；MAX2368支持單波段蜂窩、雙模工作方式，適用CDMA、WCDMA、TCDMA制式，MAX2366/2367/2368外接TCXO的頻率為19.680MHZ，如果客戶按照下圖設計則需要SMD 5*3.2 VC-TCXO，TCXO必須要有VC功能，它是保證移動終端與基站的信號頻率相同的要求而進行自我頻率調整的一種功能，也就是說VC是鎖相環電路對本機振蕩頻率和基站頻率達到頻率鎖定狀態的頻率調整功能，一般情況下CDMA移動終端對VC-TCXO的VC頻率調整功能要求頻率變化范圍在±8±16PPM，VC電壓變化范圍1.5±1V；另外SMD 5*3.2VC-TCXO