體波石英晶體元件,功率消耗，皮爾斯振蕩電路，石英晶體元件模型，結(jié)論
體波石英晶體元件過多的功率消耗可能增加不必要的電路功率，加速器件老化，甚至使某些特殊的石英晶體元件發(fā)生失效。本文將為石英晶體元件和振蕩器設(shè)計(jì)提供足夠的背景知識，使設(shè)計(jì)工程師可以估算體波石英晶體元件的功耗和理解使振蕩器中石英晶體功耗維持在一定范圍內(nèi)的方法。
巴特沃斯 Van-Dyke模型
體波石英晶體元件的基本諧振原理可以使用巴特沃斯Vab-Dyke模型建模，該模型中R1、L1和C1組成諧振支路，可以等效石英晶體的壓電特性。C0代表石英晶體諧振子兩個電極之間的電容和封裝引腳X1與X2之間的封裝電容。C0的值可以通過在晶體封裝引腳之間增加板級電容而增加。
如果皮爾斯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的非線性增益大于某個最小值，而且非線性延時提供了滿足接近石英晶體單元串聯(lián)諧振頻率相移條件的足夠相移，它就可以很好地使振蕩頻率接近石英晶體串聯(lián)諧振頻率而使振蕩器進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。如果振蕩能夠滿足這些條件，當(dāng)放大器延遲改變時，輸入/輸出放大器的波形幅值包跡將隨著時間增加，直到穩(wěn)態(tài)振蕩條件得到滿足。在許多情況下，當(dāng)峰峰值輸出幅值達(dá)到供電電壓和地之間的差值時，放大器增益就可以達(dá)到一個基本不變的穩(wěn)態(tài)值。
在振蕩的穩(wěn)態(tài)，振蕩器的功率消耗可以通過計(jì)算石英晶體元件輸出波形的有效值（RMS），以及振蕩頻率下的石英晶體阻抗來獲得。通常，如果振蕩器的振蕩頻率相對串行諧振頻率是已知的，而且在振蕩頻率下的振蕩器波形幅度有效值也是已知的，諧振器的功率消耗就可以計(jì)算出來。
