晶体谐振器(Crystal)
晶体谐振器,英文是Crystal Units,简称为晶体(也有人称为无源晶振)。目前市场上使用广泛的是石英晶片为基材的晶体晶振。32.768kHz晶体谐振器。包括贴片音叉晶振,圆柱形和DIP型。AT晶体谐振器采用AT切割方式,基于基波的频率范围覆盖4MHz~64MHz。多种规格尺寸可选。SAW谐振器300MHz至870MHz高频率用途,超薄超小尺寸,可应用在汽车无鈅门锁等领域、近场通信等低功耗无线通信上。
石英晶体谐振器的基本工作原理及作用
(1)石英晶体谐振器(简称晶振)的结构石英晶体谐振器是利用石英晶体(二氧化矽的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑胶封装的。
(2)压电效应
若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
(3)符号和等效电路石英晶体谐振器的符号和等效电路如图所示。当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个pF到几十pF。当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L來等
晶体谐振器优点和缺点
优点:信号电平是可变的,也就是说是根据起振电路来决定的,同样的晶体可以适用于多种电压,可用于多种不同时钟信号电压要求的片子,而且价格通常也较低。晶体谐振器的精度为1PPM(百万分之一)至100PPM。
缺点:晶体谐振器是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来。晶体谐振器相对于晶体振荡器而言其缺陷是信号质量较差,通常需要准确匹配外围电路(用于信号匹配的电容、电感、电阻等),更换不同频率的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。
晶体谐振器振荡电路的分类
无源晶体本身不能产生振荡信号,需要加外部振荡电路,分为串联型振荡电路和并联型振荡电路两种。串联晶体振荡器是一种反馈性振荡器,由放大器和反馈网络组成。石英谐振器和负载电容串联。谐振器为纯阻性。
并联晶体振荡器中,石英谐振器接在反馈支路中,工作在串联和并联谐振频率之间,谐振器为感性。在电路中作为电感元件使用。电路匹配电容C1, C2加上电路的杂散电容Cstray,越接近晶体的负载电容,晶体输出的频率则越准确。
以上信息由专业从事石英谐振器加工的晶宇兴于2025/1/8 20:59:15发布
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