晶体振荡器基本知识
1、概念:电路上为一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,有两个谐振点,较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。
这两个频率接近,再很窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,只要在晶振的两端并联上合适的电容就可以组成并联谐振电路。
2、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;
3、分类:无源晶振(crystal,晶体)、有源晶振(oscillator,振荡器);
4、振荡原理:压电效应;
5、压电谐振:当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(决定于晶片的尺寸)相等时,机械振动的幅度急剧增加;
6、石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振,石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC来共同作用工作的;
振荡器直接应用于电路中,谐振器的工作一般需要提供3.3V的电压来维持工作。
振荡器比谐振器多了一个重要的技术参数:谐振电阻(RR);
7、Q值:衡量电感的主要参数,指电感器再某一频率的交流下工作时,所呈现的感抗与等效损耗电阻之比。
Q值越高,损耗越小,效率越高;
为什么晶振尺寸越小,产品的灵活度越高
近年来,智能手机等移动设备、可穿戴式设备及IoT设备等使用智能的电子设备迅速普及。而且,为了提高产品的设计灵活度和可穿戴舒适度并确保配置新功能所用的空间,要求这些产品上搭载的元器件的尺寸和功耗降低到极限。以晶振为例,在智能硬件还未兴起的年代,3225贴片晶振使用较为广泛,2520也算是尺寸相对较小的无源晶振封装了。如今,智能产品上所搭载的无源晶振多以1612贴片晶振,2016贴片晶振为主。这些晶振由于体积过于渺小,需要放大镜甚至显微镜才能看清真实面目。电子元器件一致改小,那么它们之间的间距也会缩短,这样来,有个好处就是能让不同晶体管终端的电容量降低,从而提升它们的交换频率。因为每个晶体管在切换电子信号的时候,所消耗的动态功耗会直接和电流容量相关,从而使得运行速度加快,能耗变小。明白了这一点,也就不难理解为什么制程的数值越小,制程就越先进;元器件的尺寸越小,处理器的集成度越高,因此灵活度更高,处理器的功耗反而越低的道理了。
无源晶振和有源晶振的区别
晶振是为电路提供频率基准的元器件,通常分成有源晶振和无源晶振两个大类。
无源晶振需要芯片内部有振荡器,并且晶振的信号电压根据起振电路而定,允许不同的电压,但无源晶振通常信号质量和精度较差,需要准确匹配外围电路(电感、电容、电阻等),如需更换晶振时要同时更换外围的电路。
有源晶振不需要芯片的内部振荡器,可以提供高精度的频率基准,信号质量也较无源晶振要好。
晶体振荡器实际应用
晶体振荡器实际应用的环境需要慎重考虑。例如,高强度的振动或冲击会给振荡器带来问题。除了可能产生物理损坏,振动或冲击可在某些频率下引起错误的动作。这些外部感应的扰动会产生频率跳动、增加噪声份量以及间歇性振荡器失效。对于要求特殊EMI兼容的应用,EMI是另一个要优先考虑的问题。除了采用合适的PC母板布局技术,重要的是选择可提供辐射量小的时钟振荡器。一般来说,具有较慢上升/下降时间的振荡器呈现较好的EMI特性。我公司备有大量现货,有需要的客户,欢迎前来选择!
以上信息由专业从事国产化振荡器厂家的晶宇兴于2025/7/8 7:19:37发布
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