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[導讀]晶體振蕩器,包括HC-49/S、HC-S/SMD、HC-46SSMD、SMD諧振器、SMD振蕩器及圓柱26、38系列等,能滿足不同領域和不同應用場景的需求。

晶發(fā)電子晶振廠家的產品涵蓋了從低頻到高頻的各種石英晶體諧振器、晶體振蕩器,包括HC-49/S、HC-S/SMD、HC-46SSMD、SMD諧振器、SMD振蕩器及圓柱26、38系列等,能滿足不同領域和不同應用場景的需求。

晶發(fā)電子晶振廠家

一、頻率

晶振的頻率是指晶體振蕩器的固有頻率。晶振的頻率通常以MHz為單位,常見頻率有4MHz、8MHz、16MHz等等。頻率是晶振的基本參數,也是影響到振蕩器整個性能的重要參數。

二、穩(wěn)定度

晶振的穩(wěn)定度是指在規(guī)定的溫度范圍內,晶振的頻率穩(wěn)定度。穩(wěn)定度可以用ppm(百萬分之一)和ppb(十億分之一)來計量。常見的晶振穩(wěn)定度在10ppm-100ppm之間。穩(wěn)定度好的晶振在溫度變化時頻率變化小,系統(tǒng)也更穩(wěn)定。

三、精度

晶振的精度是指在實際工作條件下,晶振輸出的頻率與設定頻率之間的差值。精度的計量單位也是ppm或ppb。精度高的晶振,輸出的頻率和設定頻率之間的偏差更小。

四、載波

晶振的載波是指晶振輸出的頻率所對應的電磁波。載波頻率是決定通訊帶寬的重要因素。例如在無線電通訊中,需要用到載波頻率進行數據傳輸。

五、振幅

晶振的振幅是指輸出波形的振幅值。振幅通常被稱為輸出信號的電平,用來表示晶振輸出信號的強度大小。正確選擇晶振的振幅可以有效提高系統(tǒng)抗干擾能力和信號傳輸距離。

總之,正確地選擇晶振的主要參數,在系統(tǒng)設計和工作過程中起著至關重要的作用,這也是保證系統(tǒng)穩(wěn)定性和信號準確性的關鍵。希望本文對晶振主要參數的理解有所幫助。

一、概述

晶振是有源晶振的簡稱,又叫振蕩器。英文名稱是oscillator。

晶體則是無源晶振的簡稱,也叫諧振器。英文名稱是crystal,電路上簡稱為XTAL。

無源晶振(晶體):需要借助時鐘電路才能產生振蕩信號。

有源晶振(晶振):內部有時鐘電路,只需供電便可產生振蕩信號。

有源晶振內部是包含了一個無源晶振,然后再將阻容、放大等電路也包含進去。

晶體單元的特性取決于切割工藝,不同的切割方式決定了晶振的性能或參數,主要有三種:

音叉型(Turning Fork):頻率主要是KHz級,比如32.768KHz;

AT-Cut型:頻率主要是MHz,比如12MHz、26MHz、125MHz;

SAW型:頻率為百MHz、甚至GHz。

石英晶振結構圖:

晶體振蕩原理是壓電效應:

二、參數

標稱頻率(Normal Frequency) F0:電路設計上所需的實際頻率。

振動模式(Mode of Oscillation):按照切割工藝來劃分的。

負載電容(Load Capacitance)CL:在電路中跨接晶振兩端總的外界有效電容;要等于或接近晶振數據手冊給出的數值才能使晶振按照預期工作;比較通常使用的24MHz晶振負載電容是20pF;

靜態(tài)電容C0:以石英晶片為介電材料和兩個電極之間的電容;很多晶振規(guī)格里是<3pF的;

等效電阻:晶體上的等效ESR。

調整頻偏(Frequency Tolerance):在確定的負載電容下,振蕩頻率的偏差。

頻偏:常溫頻偏+溫度頻偏<芯片要求頻偏。

溫度頻偏(Temperature Tolerance):高溫時所帶來的頻率偏差。通常有溫度要求的,要選用10ppm。

激勵功率:振蕩需要的功率。主控端的輸出激勵功率不能太大,正常會串電阻,防止給到晶體的激勵功率偏大,造成晶體的損壞。

老化率:隨著使用時間,頻偏會加大。

三、設計電路

Xin和Xout的內部一般是一個施密特反相器,反相器是不能驅動晶體震蕩的。因此,在反相器的兩端并聯(lián)一個電阻,由電阻完成將輸出的信號反向180度反饋到輸入端形成負反饋,構成負反饋放大電路。

Rf:反饋電阻(主控端內置或外接);

Rd:限流電阻(預防晶振過驅,限制振蕩幅度);

Cg和Cd:負載電容;

電路中負載電容計算法:

CL=Cg*Cd/(Cg+Cd)+CPAR

Cg、Cd:負載電容;

CPAR:電路布線雜散電容及引腳寄生電容(2pF---9pF)。

輸出頻率F與寄生電容是反比的:

當電路中心頻率偏大時,說明負載電容CL偏小,增加Cg、Cd容值。

當電路中心頻率偏小時,說明負載電容CL偏大,減小Cg、Cd容值。

四、負阻

4.1 負電阻

英文:Negative Resistance

英文簡稱:– R

單位符號:Ω

負電阻不是晶振的內置參數, 但卻是振蕩線路設計時,很重要的性能指標。

是電路放大器(AMP)注入能量的大小用電阻來表示(是提供功率的器件,相當于激勵源)。

是保證振蕩器穩(wěn)定振蕩并具有一定余量的重要指標。

是用阻抗表示的振蕩電路信號放大能力。

4.2 等效電路

在石英晶體振蕩狀態(tài)下,從石英振蕩體的兩端看振蕩回路時,能以等值輸入電容Ci和等值輸入電阻-Ri的串聯(lián)回路來表示,而石英晶體本身則成為等值的有效電感LL和有效電阻RR的串聯(lián)回路。

晶振是一種能夠穩(wěn)定產生高精度時鐘信號的振蕩器,它是電子設備中常見的重要組成部分。晶振的性能直接影響到系統(tǒng)的時鐘信號精度和可靠性,因此在選擇晶振時需要關注其主要參數,本文將對晶振的主要參數進行詳細介紹。

頻率

頻率是晶振最基本的參數,它決定了晶振輸出的時鐘信號的頻率。晶振的頻率一般在幾kHz到幾十MHz之間,不同應用需要的頻率不同。因此,在選擇晶振時需要確保其輸出頻率能夠滿足系統(tǒng)的時鐘要求。

頻率穩(wěn)定度

頻率穩(wěn)定度指晶振在一定時間范圍內輸出頻率的變化范圍,是衡量晶振精度的重要參數。晶振的頻率穩(wěn)定度通常用ppm(百萬分之幾)或者ppb(十億分之幾)來表示,一般情況下,頻率穩(wěn)定度越高,晶振輸出的時鐘信號精度越高,成本也越高。在選擇晶振時需要根據具體應用要求選擇頻率穩(wěn)定度合適的晶振。

溫度穩(wěn)定度

溫度穩(wěn)定度指晶振在溫度變化時輸出頻率的變化范圍,是影響晶振穩(wěn)定性的重要因素。一般情況下,晶振的溫度穩(wěn)定度越高,晶振的性能越好,但成本也越高。在選擇晶振時,需要考慮系統(tǒng)的工作溫度范圍,選擇具有合適溫度穩(wěn)定度的晶振。

負載能力

負載能力指晶振能夠驅動的最大負載電容,是決定晶振性能和可靠性的重要參數。晶振的負載能力一般在幾pF到幾十pF之間,不同應用需要的負載能力不同。在選擇晶振時,需要根據系統(tǒng)的電路特性和負載電容需求選擇合適的晶振。

工作溫度范圍

晶振的工作溫度范圍是指晶振能夠正常工作的溫度范圍。一般情況下,晶振的工作溫度范圍越寬,晶振的應用范圍就越廣泛。在選擇晶振時,需要 考慮系統(tǒng)的工作環(huán)境和工作溫度范圍,選擇具有合適工作溫度范圍的晶振。

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