【题目编号】MC1-1250
【题目】为提升无线电设备的频率稳定度，人们研制了多种高 Q 值压电谐振元件。考虑这类元件多可做成振荡器，则下列常见振荡器按频率稳定度由低到高可以排列为：
【答案】A
[A]RC 振荡器，LC 振荡器，陶瓷振子振荡器，石英声表面波振荡器，石英晶体振荡器
[B]LC 振荡器，RC 振荡器，陶瓷振子振荡器，石英声表面波振荡器，石英晶体振荡器
[C]RC 振荡器，LC 振荡器，石英声表面波振荡器，石英晶体振荡器，陶瓷振子振荡器
[D]RC 振荡器，陶瓷振子振荡器，LC 振荡器，石英晶体振荡器，石英声表面波振荡器
考点速览
这道题要让五种常见振荡器按频率稳定度从低到高排队，正确顺序是 RC 振荡器、LC 振荡器、陶瓷振子振荡器、石英声表面波振荡器、石英晶体振荡器。题目给的提示很关键：人们研制多种高 Q 值压电谐振元件，就是为了提升频率稳定度。也就是说，排队的依据是谐振元件的品质因数（quality factor，Q）与温度特性，Q 越高、温度特性越平，稳定度就越好。
稳定度到底由什么决定
振荡器的频率由谐振元件的谐振频率决定，而谐振频率又受温度、电源电压、负载和元件老化影响。谐振曲线越陡，同样的扰动引起的频率偏移越小，曲线陡不陡就看 Q 值。Q 值还可以写成谐振时储能与每周期耗能之比的二π倍，元件里存住的能量越多、损耗越少，Q 越高。
用数量感来记：RC 网络没有真正的谐振储能元件，等效 Q 值只有个位数量级；LC 回路的 Q 值在几十到几百；压电陶瓷振子的 Q 值约几百到几千；石英声表面波（surface acoustic wave，SAW）谐振器在石英基片上用叉指换能器激发声波，Q 值约数千到上万；石英晶体体波谐振器的 Q 值可达数万乃至数十万以上。稳定度的顺序基本就跟着这个顺序走。
还要说明一点：温度补偿与恒温控制是在晶体本身高 Q 值的基础上再做的加强，它们的稳定度指标都远高于普通晶振，但仍然受制于同一件事——谐振元件的品质因数。Q 值上不去，再精巧的补偿电路也救不回短时间的频率抖动。
五种振荡器的实际表现
RC 振荡器靠电阻电容的充放电或移相来决定频率，没有电感也没有压电元件，频率稳定度通常在千分之一到百分之一量级，只能用于对频率不讲究的场合，例如音频信号发生器和简单的报音发生器。LC 振荡器的频率由线圈与电容决定，结构简单、调谐方便，稳定度大约在万分之一到十万分之一量级，是早期收发信机和各类信号源的主力。陶瓷振子振荡器使用压电陶瓷，体积小、成本低、起振快，稳定度比 LC 好，常见于遥控器、单片机时钟与窄带调频设备。石英声表面波振荡器工作在石英片表面的声波上，频率可以做得很高，常用于数百兆赫的场合。石英晶体振荡器的稳定度最好，普通晶体在常温下即可达到百万分之几以内，配上温度补偿或恒温控制还能再提高两三个数量级。
选哪一种，看用途而不看指标高低。音频与低频信号源用 RC 就够；射频信号源与调谐回路用 LC；要求不高又要体积小的时钟用陶瓷振子；几百兆赫的高频振荡用声表面波器件；对频率准确度有要求的通信、测量与计时场合才用石英晶体，必要时再升级到补偿式或恒温控制式。指标每上一档，成本、功耗与体积同步上升，工程设计就是在这三者之间找平衡。
逐项辨析
选项 A 正确。它的顺序与 Q 值、稳定度的递增顺序完全一致：RC 最差，LC 次之，陶瓷振子居中，声表面波优于陶瓷，石英晶体最好。
选项 B 错在把 RC 与 LC 的位置对调了。它让 LC 排在最差的位置，而 RC 反而靠前。RC 网络没有高品质因数的谐振元件，稳定度低于 LC 是常识。
选项 C 错在把陶瓷振子放到了末位。陶瓷振子的稳定度确实比 LC 好，但明显不如声表面波器件，更不如石英晶体，把它排在两种石英器件之后完全颠倒了。
选项 D 错在两处：把陶瓷振子插到 RC 与 LC 之间，等于说它比 LC 还差，这与它有压电谐振元件的事实不符；又把石英声表面波放到末位，而它同样以石英为基体，稳定度在陶瓷之上。
别把精度和稳定度混起来
稳定度说的是频率随时间、温度变化而漂移的程度，是稳不稳；准确度说的是实际频率与标称频率差多少，是准不准；精度有时被用来泛称两者，考试里要按上下文判断。一台机器可以频率漂得很厉害但平均值恰好准确，也可以稳定地停在一个偏离标称值的频率上。本题比的是稳定度，所以只看谐振元件的 Q 值与温度特性，不必考虑校准因素。
应试要点
把 Q 值阶梯背下来：RC 个位数、LC 百量级、压电陶瓷千以内、声表面波数千至万、石英晶体数万至数十万。稳定度顺序与 Q 值顺序一致，从低到高就是本题的正确排列。遇到排序题先找两个端点——最差是 RC，最好是石英晶体，中间按 Q 值插队即可。
