晶体振荡器的基本原理及特性
晶振一般采用电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路;实际的晶振交流等效电路其中 Cv 是用来调节振荡频率,一般用变容二极管加上不同的反偏电压来实现,这也是压控作用的机理;把晶体的等效电路代替晶体后。其中 Co,C1,L1,RR 是晶体的等效电路。采用泛音次数越高的晶振,其等效电容 C1 就越小;因此频率的变化范围也就越小。
晶振的负载电容
晶振有一个重要的参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。
一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。
一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。负载电容+等效输入电容=22pF。
晶振的工作原理
晶振是石英振荡器的简称,英文名为Crystal,它是时钟电路中重要的部件,它的作用是向显卡、网卡、主板等配件的各部分提供基准频率,它就像个标尺,工作频率不稳定会造成相关设备工作频率不稳定,自然容易出现问题。由于制造工艺不断提高,现在晶振的频率偏差、温度稳定性、老化率、密封性等重要技术指标都很好,已不容易出现故障,但在选用时仍可留意一下晶振的质量。晶振在应用具体起到什么作用微控制器的时钟源可以分为两类:基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷谐振槽路;RC(电阻、电容)振荡器。一种是皮尔斯振荡器配置,适用于晶振和陶瓷谐振槽路。另一种为简单的分立RC振荡器。基于晶振与陶瓷谐振槽路的振荡器通常能提供非常高的初始精度和较低的温度系数。RC振荡器能够快速启动,成本也比较低,但通常在整个温度和工作电源电压范围内精度较差,会在标称输出频率的5%至50%范围内变化。但其性能受环境条件和电路元件选择的影响。需认真对待振荡器电路的元件选择和线路板布局。
选择晶体振荡器的要素
1、外观检测。通过检查外观看产品外观标记文字是否清晰规范、外观表面是否存在裂痕、引脚上是否已经焊过锡。如果从外表上发现了产品不完善,就不应拿来使用。
2、频率。客户根据产品需求来选择适合的频率,频率较为重要,不能随便替换频率。一定要经过合格验证或者测试通过的情况下,再进行协商。如果实际电路要求的频率是4.43MHZ,在没有货源的情况下,切勿随便更换差不多的频率来使用。
3、晶体振荡器输出模式。在选用晶体振荡器时,要考虑到电路需要的晶体振荡器输出类型,一般分电平输出和差分输出;电平输出:CMOS是常用的一种输出类型,而差分输出:LVPECL,LVDS常用差分输出类型。不同的输出类型之间可不随便变换,特别是差分跟普通晶体振荡器。
4、型号。应用晶体振荡器要看清外壳的型号标记,型号表明了晶体振荡器的多项参数指标,根据客户的产品需求来对应产品参数,而找出我们的型号。再把详细的参数规格书发给客户确认,才能正常出货。如果晶体振荡器型号选择不当,将导致应用错误。
5、晶体振荡器的代换原则。一个晶体振荡器如果损坏了,原则上应选用原型号晶振代换。在没有原型号时,经过测试后,可以考虑用其他型号或其他类型的晶体振荡器来代换。
以上信息由专业从事CMOS输出压控晶体振荡器厂家的晶宇兴于2025/4/2 19:04:59发布
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