什么是晶体振荡器
有一些电子设备需要频率高度稳定的交流信号,而LC振荡器稳定性较差,频率容易漂移(即产生的交流信号频率容易变化)。在振荡器中采用一个特殊的元件——石英晶体,可以产生高度稳定的信号,这种采用石英晶体的振荡器称为晶体振荡器。
在石英晶体上按一定方位切下薄片,将薄片两端抛光并涂上导电的银层,再从银层上连出两个电极并封装起来,这样构成的元件叫石英晶体谐振器,简称石英晶体,在他的外围加上起振电路就是晶体振荡器了。
晶体振荡器的电路
晶体振荡器电路通过从石英谐振器获取电压信号,对其进行放大并将其反馈回谐振器来维持振荡。石英的膨胀和收缩速率是谐振频率,由晶体的切割和尺寸决定。当产生的输出频率的能量与电路中的损耗匹配时,可以维持振荡。
振荡器晶体具有两个导电板,在它们之间夹有一块石英片或音叉。在启动期间,控制电路会将晶体置于不稳定的平衡状态,并且由于系统中的正反馈,因此任何微小的噪声被放大,增加振荡。晶体谐振器也可以看作是该系统中的高频率选择滤波器:它仅使谐振频带周围的频率范围很窄,从而使其他所有信号衰减。只有谐振频率有效。当振荡器放大从晶体发出的信号时,晶体频带中的信号变得更强,主导了振荡器的输出。石英晶体的窄共振带滤除了所有不需要的频率。
晶振的稳定性
因为各个品牌的石英晶体振荡器的加工水平,电性能参数测试精选能力,以及根据不同客户差异化需求的判断能力,又决定着电子设备高标准质量水平;客户端产品装配环节,如何规范 SMT 贴装和手工焊接工艺,不造成损伤晶振,也直接影响电子产品的稳定性。
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低噪声晶体振荡器对电子产品稳定度的影响
低噪声 晶振在精密电子仪器,无线电定位,高速目标跟踪和宇航通信等领域十分重要,假设有一个微处理器系统,其中处理器的时钟上升前需要1ns 的数据设置。如果时钟的周期抖动为-1.5ns,那么时钟的上升沿可能发生在有效期之前。因此微处理器将显示不正确的数据;假设另一个微处理器系统的数据要求保持时间为 2ns,但是时钟抖动为±1.5ns,那么数据保持时间实际上减少到 0.5ns,因此微处理器也将显示不正确的数据。
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