Les oscillateurs à quartz comprennent des oscillateurs à quartz non compensés en température, des oscillateurs à quartz compensés en température (TCXO), des oscillateurs à quartz contrôlés en tension (VCXO), des oscillateurs à quartz commandés au four (OCXOs) et des oscillateurs à quartz MCXO) et plusieurs autres types. Parmi eux, l'oscillateur à quartz compensé en température est le plus simple. Dans la norme industrielle japonaise (JIS), il s'agit d'un oscillateur à quartz standard (SPXO). Prenez maintenant SPXO comme exemple, introduisez brièvement la structure et le principe de fonctionnement de l'oscillateur à quartz.
Les cristaux de quartz, à la fois naturels et artificiels, sont d'importants matériaux cristallins piézoélectriques. Le cristal de quartz lui-même n'est pas un oscillateur. Il ne peut osciller qu'au moyen d'une excitation active et d'un réseau de réactance passive. SPXO est principalement composé d'un résonateur à cristal (oscillateur à quartz) avec un facteur de qualité élevé (Q) et un circuit d'oscillation à rétroaction. L'oscillateur à quartz est un élément important de l'oscillateur. La fréquence du cristal (fréquence fondamentale ou nième fréquence harmonique) et ses caractéristiques de température dépendent dans une large mesure de son orientation de coupe. La structure de base d'un résonateur à quartz, d'un boîtier (coque métallique) et de son circuit équivalent est représentée sur la Fig.
Tant que la tension alternative est appliquée à la plaque d'oscillateur à cristal , la plaquette produira une vibration de déformation mécanique, ce que l'on appelle l'effet piézoélectrique inverse. Lorsque la fréquence de la tension appliquée est égale à la fréquence propre du résonateur à cristal, il se produit une résonance piézo-électrique qui entraîne une augmentation soudaine de l'amplitude de la déformation mécanique. La capacité électrostatique entre la plaque métallique; L, C sont les paramètres équivalents de la résonance piézoélectrique; R est la résistance équivalente de la perte de friction par vibration. Le résonateur à quartz a une fréquence de résonance série fos (1 / 2π), et il existe également une fréquence de résonance parallèle fop (1 / 2π). Depuis Co? C, la différence entre fop et fos est faible, et R? OL, R? 1 /? OC, le facteur de qualité Q du circuit résonant est très élevé (jusqu'à plusieurs millions), de sorte que le cristal de quartz résonateur La composition de la stabilité de la fréquence de l'oscillateur est très élevée, jusqu'à 10-12 / jour. La fréquence d'oscillation de l'oscillateur à quartz peut être exploitée approximativement à fos ou à proximité du fop. Par conséquent, l'oscillateur à quartz peut être divisé en types série et parallèle. En utilisant des résonateurs à quartz et leurs circuits équivalents à la place des composants d'inductance (L) et de capacité (C) du réservoir LC pour former le réservoir résonant, il est facile de comprendre le principe de fonctionnement de l'oscillateur à quartz.
La précision totale de SPXO (y compris la précision initiale et les changements de température, de tension et de charge) peut atteindre ± 25 ppm. SPXO n'a pas de mesures de compensation de température ni de contrôle de température, et ses caractéristiques de température de fréquence sont presque entièrement déterminées par les caractéristiques de température de fréquence de l'oscillateur à quartz. Dans la gamme de 0 ~ 70 ° C, la stabilité de la fréquence SPXO est généralement de 20 ~ 1000 ppm, SPXO peut être utilisé comme un oscillateur d'horloge.
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