晶体振荡器分类1. 并联型晶体振荡器 并联型晶体振荡器如图5所示
三极管VT与R1、R2、R3、R4构成放大电路；C3为交流旁路电容，对交流信号相当于短路；X1为石英晶体，在电路中相当于电感
从交流等效图可以看出，该电路是一个电容三点式振荡器，C1、C2、X1构成选频电路，其选频频率主要由X1决定，频率接近fp
图5 并联型晶体振荡器 电路振荡过程：接通电源后，三极管VT导通，有变化Ic电流流过VT，它包含着微弱的0～∞各种频率的信号
这些信号加到C1、C2、X1构成的选频电路，选频电路从中选出f0信号，在X1、C1、C2两端有f0信号电压，取C2两端的f0信号电压反馈到VT的基-射极之间进行放大，放大后输出信号又加到选频电路，C1、C2两端的信号电压增大，C2两端的电压又送到VT基-射极，如此反复进行，VT输出的信号越来越大，而VT放大电路的放大倍数逐渐减小，当放大电路的放大倍数与反馈电路的衰减系数相等时，输出信号幅度保持稳定，不会再增大，该信号再送到其他的电路
2. 串联型晶体振荡器 串联型晶体振荡器如图6所示
该振荡器采用了两级放大电路，石英晶体X1除了构成反馈电路外，还具有选频功能，其选频频率f0=fs，电位器RP1用来调节反馈信号的幅度
图6 串联型晶体振荡器 （1）判断反馈电路的类型 因为信号是反馈到VT1发射极，现假设VT1发射极电压瞬时极性为“+”，集电极电压极性为“+”（发射极与集电极是同相关系，当发射极电压上升时集电极电压也上升），VT2的基极电压极性为“+”，发射极电压极性也为“+”，该极性的电压通过X1反馈到VT1的发射极，反馈电压极性与假设的电压极性相同，故该反馈为正反馈
（2）电路的振荡过程 接通电源后，三极管VT1、VT2导通，VT2发射极输出变化的Ie电流中包含各种频率的信号，石英晶体X1对其中的f0信号阻抗很小，f0信号经X1、RP1反馈到VT1的发射极，该信号经VT1放大后从集电极输出，又加到VT2放大后从发射极输出，然后又通过X1反馈到VT1放大，如此反复进行，VT2输出的f0信号幅度越来越大，VT1、VT2组成的放大电路放大倍数越来越小，当放大倍数等于反馈衰减系数时，输出f0信号幅度不再变化，电路输出稳定的f0信号
3.石英晶体振荡器分为非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿式晶体振荡器（TCXO）、电压控制晶体振荡器（VCXO）、恒温控制式晶体振荡器（OCXO）和数字化/μp补偿式晶体振荡器（DCXO/MCXO）等几种类型
其中，非温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种，在日本工业标准（JIS）中称之为标准封装晶体振荡器（SPXO）
① 恒温控制式晶体振荡器
恒温控制式晶体振荡器（OCXO）是利用恒温槽使晶体振荡器或石英晶体振子的温度保持恒定，将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器，如图15-3所示
在OCXO中，有的只将石英晶体振子置于恒温槽中，有的是将石英晶体振子和有关重要元器件置于恒温槽中，还有的将石英晶体振子置于内部的恒温槽中，而将振荡电路置于外部的恒温槽中进行温度补偿，实行双重恒温槽控制法
利用比例控制的恒温槽能把晶体的温度稳定度提高到5000倍以上，使振荡器频率稳定度至少保持在1×10-9
OCXO主要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备、仪表中
OCXO是由恒温槽控制电路和振荡器电路构成的
通常人们是利用热敏电阻“电桥”构成的差动串联放大器来实现温度控制的
具有自动增益控制（AGC）的（Clapp）振荡电路，是近几年得到振荡频率高稳定度的比较理想的技术方案
近几年中，OCXO的技术水平有了很大的提高
图15-3 恒温控制式晶体振荡器的外形 ② 温度式补偿晶体振荡器
温度式补偿晶体振荡器（TCXO）是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器，如图7所示
TCXO中，对石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法主要有直接补偿和间接补偿两种类型： 图7 温度控制式补偿晶体振荡器 a.直接补偿型
直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路，在振荡器中与石英晶体振子串联而成的
在温度变化时，热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化，从而抵消或削减振荡频率的温度漂移
该补偿电路简单，成本较低，节省印制电路板（PCB）尺寸和空间，适用于小型和低压小电流场合
但当要求晶体振荡器精度小于±1×10-6时，直接补偿方式并不适合
b.间接补偿型
间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型
模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度-电压变换电路，并将该电压施加到一只与晶体振子相串接的变容二极管上，通过晶体振子串联电容量的变化，对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿
该补偿方式能实现±0.5×10-6的高精度，但在3V以下的低电压情况下受到限制
数字式间接温度补偿是在模拟式间接温度补偿电路中的温度-电压变换电路之后再加一级模/数（A/D）转换器，将模拟量转换成数字量
该法可实现自动温度补偿，使晶体振荡器频率稳定度非常高，但具体的补偿电路比较复杂，成本也较高，只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况
③ 普通晶体振荡器
普通晶体振荡器（SPXO）是一种简单的晶体振荡器，通常称为钟振
它是一种完全由晶体自由振荡完成工作的晶体振荡器
这类晶振主要应用于稳定度要求不高的场合
图8所示为普通晶体振荡器
图8 普通晶体振荡器 ④ 电压控制晶体振荡器
电压控制晶体振荡器（VCXO），是通过施加外部控制电压使振荡频率可变或是可以调制的石英晶体振荡器
在典型的VCXO中，通常是通过调谐电压改变变容二极管的电容量来“牵引”石英晶体振子频率的
VCXO允许频率控制范围比较宽，实际的牵引度范围约为±200×10-6甚至更大
如果要求VCXO的输出频率比石英晶体振子所能实现的频率还要高，可采用倍频方案
扩展调谐范围的另一个方法是将晶体振荡器的输出信号与VCXO的输出信号混频
与单一的振荡器相比，这种外差式的两个振荡器信号调谐范围有明显扩展

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