中心論題：

• 分析石英晶體振蕩器的性能指標
• 結合MAX1470超外差接收機選擇合適的石英晶體振蕩器

解決方案：

• 通過添加外部元件(通常是電容)，使石英晶體振蕩在串聯與反諧振頻率之間的任何頻率上
• 謹慎使用大電容值的C16
  

不同的製造商提供各種形狀與大小的石英晶體
，其性能指標也各不一樣。這些指標包括諧振頻率、諧振模式、負載電容、串聯阻抗、管殼電容以及驅動電平。本篇應用筆記幫助讀者理解這些指標參數，並允許用戶根據應用選擇合適的晶體以及在MAX1470超外差接收機電路應用中獲得最佳效果。

晶體的等效電路見圖1。圖中包括了動態元件：電阻Rs、電感Lm

、電容Cm和並聯電容Co。這些動態元件決定了晶體的串聯諧振頻率和諧振器的Q值。並聯電容Co是晶體電極、管殼和引腿作用的結果。

 
圖1. 晶體模型
 

以下詳細給出主要的性能指標：

諧振頻率
晶體頻率可以根據接收頻率指定。由於MAX1470使用低端注入的10.7MHz中頻，晶體頻率可由下式給出(單位為MHz)：
 

對於315MHz應用
，晶體的頻率可為4.7547MHz，而在433.92MHz應用時需要6.6128MHz晶體。僅基頻模式的晶體需要指定(無需泛音)。

諧振模式
晶體具有兩種諧振模式：串聯(兩個頻率中的低頻率)和並聯(反諧振，兩個頻率中的高頻率)。所有在振蕩電路中呈現純阻性時的晶體都表現出兩種諧振模式。在串聯諧振模式中，動態電容的容抗Cm、感抗Lm相等且極性相反
，阻抗最小。在反諧振點。阻抗卻是最大的，電流是最小的。在振蕩器應用中不使用反諧振點。

通過添加外部元件(通常是電容)，石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)可(ke)振(zhen)蕩(dang)在(zai)串(chuan)聯(lian)與(yu)反(fan)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)之(zhi)間(jian)的(de)任(ren)何(he)頻(pin)率(lv)上(shang)。在(zai)晶(jing)體(ti)工(gong)業(ye)中(zhong)，這(zhe)就(jiu)是(shi)並(bing)聯(lian)頻(pin)率(lv)或(huo)者(zhe)並(bing)聯(lian)模(mo)式(shi)。這(zhe)個(ge)頻(pin)率(lv)高(gao)於(yu)串(chuan)聯(lian)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)低(di)於(yu)晶(jing)體(ti)真(zhen)正(zheng)的(de)並(bing)聯(lian)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)(反諧振點)。圖2給出了典型的晶體阻抗與頻率關係的特性圖。

 
圖2. 晶體阻抗相對頻率
 

負載電容和可牽引性
在使用並聯諧振模式時負載電容是晶體一個重要的指標。在該模式當中
，晶體的總電抗呈現感性，與振蕩器的負載電容並聯，形成了LC諧(xie)振(zhen)回(hui)路(lu)，決(jue)定(ding)了(le)振(zhen)蕩(dang)器(qi)的(de)頻(pin)率(lv)。當(dang)負(fu)載(zai)電(dian)容(rong)值(zhi)改(gai)變(bian)後(hou)，輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)也(ye)隨(sui)之(zhi)改(gai)變(bian)。因(yin)而(er)，晶(jing)體(ti)的(de)生(sheng)產(chan)商(shang)必(bi)須(xu)知(zhi)道(dao)振(zhen)蕩(dang)器(qi)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)容(rong)，這(zhe)樣(yang)可(ke)以(yi)在(zai)工(gong)廠(chang)中(zhong)使(shi)用(yong)同(tong)樣(yang)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)容(rong)來(lai)校(xiao)準(zhun)。

如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)諧(xie)振(zhen)在(zai)不(bu)同(tong)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)容(rong)上(shang)的(de)晶(jing)體(ti)，那(na)麼(me)晶(jing)體(ti)頻(pin)率(lv)將(jiang)偏(pian)離(li)額(e)定(ding)的(de)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)，這(zhe)樣(yang)參(can)考(kao)頻(pin)率(lv)將(jiang)引(yin)入(ru)誤(wu)差(cha)。因(yin)而(er)，需(xu)要(yao)添(tian)加(jia)外(wai)部(bu)電(dian)容(rong)，改(gai)變(bian)負(fu)載(zai)電(dian)容(rong)，使(shi)晶(jing)體(ti)重(zhong)新(xin)振(zhen)蕩(dang)到(dao)需(xu)要(yao)的(de)工(gong)作(zuo)頻(pin)率(lv)上(shang)。

圖3給出MAX1470評估板電路裏的晶體圖。在這個電路中，C14和C15是串聯牽引電容，而C16是並聯牽引電容。Cevkit為等效的MAX1470芯片加上評估PCB的寄生電容。Cevkit約為5pF。

 
圖3. 評估板晶體等效電路
 

串聯牽引電容會加快晶體振蕩，而並聯電容會減緩振蕩。Cevkit為5pF，如果使用負載電容為5pF的晶體，會振蕩到需要的頻率上，因而無需外部的電容(C16不接

，同時C14和C15在板上短接)。評估板本身使用3pF負載電容的晶體，需要兩個15pF電容串聯加速振蕩。負載電容的計算如下：
 

在這個例子中，如果不使用兩個串聯電容，4.7547MHz晶體會振蕩在4.7544MHz，而接收機將調諧在314.98MHz而不是315.0MHz，頻率誤差約為20kHz，也就是60ppm。

因而，關鍵是使用串聯或者並聯或者兩種形式匹配晶體的負載容抗(取決於電容的值)。例如
，1pF並聯電容是6pF負載電容所需要的(或者以下的結合形式：C14 = C15 = 27pF, C16 = 5pF)。

謹慎使用大電容值的C16，因為它會增大諧振電路的電流，導致晶體停振，圖4給出了並聯電容和振蕩器電流的關係圖。

 
圖4. 晶體振蕩器電流與附加的並聯負載電容的關係
 

在定製的PCB板中，如果Cevkit未知，可以使用頻譜分析儀監測中頻(在信號進入頻譜分析儀之前確保使用隔直電容)

，然後使用串聯和並聯電容調諧中頻頻率至10.7MHz。

串聯電阻
普通晶體的典型串聯電阻為25Ω至100Ω。晶體製造商通常給出該電阻的特性並指定了其最大值。在MAX1470振蕩電路中該電阻不要超過100Ω。

管殼或者並聯電容
這個便是晶體電極、管殼和引腳的電容。典型值範圍為2pF至7pF。

驅動電平
bixuxianzhijingtidegonghao，zaiguofenjixiezhendongdetiaojianxiashiyingjingtihuitingzhen。youyufeixianxing，jingtitexingyehuisuiqudongdianpingbianhua。jingtizhizaoshanghuigenjuteshushengchanxianzhidingzuidadequdongdianping。shiyongqudongdianpingzai1µW範圍內的晶體。

以上這些性能指標可指導用戶選擇合適的晶體以滿足MAX1470振蕩電路的需要，能夠改善接收機的整體性能。