选择晶振时要考虑哪些参数
晶振怎么选?有哪些注意点?这里有详细说明!
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晶振怎么选?有哪些注意点?这里有详细说明!1.引言1.1 概述晶振是一种电子元件,广泛应用于电子设备中的时钟电路、计时器、通信系统等领域。
它主要用于产生稳定的时钟信号,确保电子设备的正常运行。
在电子设备中,晶振起到了至关重要的作用。
它能够提供稳定、准确的时钟信号,使得电子设备能够按照预定的时序工作。
通过晶振产生的时钟信号,我们可以精确地控制各个元器件的工作状态,从而保证整个电子系统的稳定性和可靠性。
在选择晶振的时候,需要考虑一些注意点。
首先,需要确定所需的频率范围。
不同的应用场景对晶振的频率要求是不同的,因此我们需要根据具体的需求来选择适合的频率范围。
其次,需要考虑晶振的稳定性和准确性。
晶振的稳定度和准确度决定了时钟信号的精度,对于一些对时间要求较高的应用场景,我们需要选择稳定性和准确度较高的晶振。
此外,还需要考虑晶振的尺寸和功耗。
不同的应用场景对晶振的尺寸和功耗要求也是不同的,我们需要根据具体的应用来选择适合的晶振类型。
总结起来,选择晶振时需要考虑频率范围、稳定性、准确性、尺寸和功耗等因素。
根据具体的应用需求,在这些因素中找到一个平衡点,选择合适的晶振,将有助于确保电子设备的正常运行和稳定性。
在进行晶振选择时,我们可以参考一些相关的技术规范和数据手册,以便更好地理解和评估不同晶振的性能指标,从而做出明智的决策。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将按照以下结构进行叙述,以便读者更好地了解晶振的选择要点和注意事项。
第一部分是引言。
在引言中,我们将概述晶振的作用,并明确本文的目的。
第二部分是正文。
正文将分为两个小节,分别介绍晶振的作用以及晶振的选择要点。
在2.1小节中,我们将详细介绍晶振的作用。
晶振作为电子设备中的重要元件,其作用十分关键。
我们将从频率稳定性、时钟精确性以及电路可靠性等方面逐一进行讲解,以帮助读者充分了解晶振的重要性。
在2.2小节中,我们将重点介绍晶振的选择要点。
在选择晶振时,需要考虑多种因素,如频率稳定性、温度特性、功耗以及封装形式等。
晶振主要参数
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晶振主要参数介绍晶振是一种被广泛应用于电子设备中的关键元件,它能够产生一定频率的交变电场,用于驱动数字系统的时钟信号。
晶振的主要参数是指影响晶振性能和稳定性的关键指标,包括频率稳定性、频率漂移、负载能力等。
本文将详细介绍晶振的主要参数,以及这些参数对晶振性能的影响。
频率稳定性频率稳定性是晶振的一个重要参数,它指的是晶振输出频率的稳定程度。
频率稳定性可以通过频率偏差来描述,即晶振输出频率与额定频率之间的差异。
频率稳定性的单位通常为ppm(百万分之一)。
晶振的频率稳定性取决于晶振内部的谐振器结构和工艺技术。
一般来说,晶振的频率稳定性越高,其输出的时钟信号越准确可靠。
频率漂移频率漂移是指晶振输出频率随环境温度变化而发生的变化。
由于晶体的物理特性受温度的影响,晶振的频率也会随温度的变化而发生漂移。
频率漂移通常用ppm/℃(百万分之一/摄氏度)来表示,它可以通过温度系数来计算,即单位温度变化下频率发生的变化。
频率漂移对于某些应用场合来说非常重要,特别是对于需要高精度时钟信号的系统。
原因频率漂移的主要原因是晶体振荡器内部晶体的温度特性。
晶体振荡器中的振荡回路包含晶体谐振器,而晶体谐振器的频率与其温度特性密切相关。
晶体振荡器在工作过程中会产生一定的热量,这将会影响晶体振荡器的温度,从而导致频率漂移。
不同品牌和型号的晶振在频率漂移方面表现也有所不同,所以在选择晶振时需要考虑其频率漂移特性。
解决方法为了解决频率漂移问题,可以采取以下方法:1.选择温度补偿晶振:温度补偿晶振是一种内部集成了温度补偿电路的晶振,它能够根据温度变化自动调整其输出频率,从而达到抵消频率漂移的效果。
2.冷却措施:对于一些特殊应用场合,可以采取冷却措施来降低晶振的工作温度,从而减小频率漂移。
负载能力负载能力是晶振的另一个重要参数,它指的是晶振能够驱动的最大负载电容。
晶振内部的谐振器结构会产生振荡信号,这个信号需要通过负载电容来加载,负载能力可以用来描述晶振输出信号的负载能力。
晶振的主要参数有哪些?
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目前来说说晶振的标称频率在1 ~ 200 MHz之间,如3.2768MHz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等,这些都是晶振的参数。
对于更高的输出频率,通常使用PLL将低频倍频至1GHz以上,这些都是常见的晶振参数的,当然对于详细的参数,建议大家可以直接询问我们客服,我们可以根据用户的需求进行推荐或定制适合您的参数,因为现在晶振的参数有很多种哦。
参数一:精度要求SMD 晶振的最高精度通常是10PPM,这是相当常见的。
特殊精度要求需要订单。
其次依次分布15ppm、20ppm、25ppm、30ppm、50ppm 的等级。
插件晶振以气缸晶振为例。
5ppm是钢瓶晶振的最高精度,其次是10ppm、20ppm和30ppm。
参数二:负载电容负载电容有时候是一个很重要的参数。
如果晶振的负载电容与晶振外接两端连接的电容参数匹配不正确,容易造成频率偏移、精度误差等。
这将导致产品无法满足最终精度要求。
当然也有厂家对负载电容的参数要求不是特别严格。
那么我们来说一个音叉晶体。
常见的负载电容有6PF、7PF、9PF、12.5PF;20PF和12PF是MHZ 晶振中最常见的负载电容,其次是8PF、9PF、15PF和18PF。
负载电容CL是电路中晶体两端的总有效电容,不是晶振外部匹配电容,主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻,并与晶体一起决定振荡器电路的工作频率。
通过调整负载电容,振荡器的工作频率可以微调到标称值。
参数三:频率单位通常分为KHZ和MHZ。
对于有源晶振和无源晶振,32.768既有KHZ 单位,也有MHZ单位,所以频率单位必须标准明确。
标称频率(正常频率)标准频率,如8MHz、26MHz、32.768KHz等。
参数四:温度频率差表示特定温度范围内工作频率与参考温度的允许偏差,单位为ppm。
值越小,精确度越高。
1MHz是晶振,1 PPM是1Hz的偏差。
负载电容CL负载电容是指晶振正常振荡所需的电容。
为了使晶体正常工作,需要在晶体两端连接外部电容,以匹配晶体的负载电容。
晶振的精度参数详解
![晶振的精度参数详解](https://img.taocdn.com/s3/m/d26af5280a4e767f5acfa1c7aa00b52acfc79c37.png)
晶振的精度参数详解以晶振的精度参数详解为题,我们将详细介绍晶振的精度参数,包括频率精度和稳定度。
一、频率精度:晶振的频率精度是指晶振输出的频率与其标称频率之间的差异。
频率精度通常以ppm(百万分之一)或ppb(十亿分之一)为单位进行表示。
频率精度越高,晶振输出的频率与标称频率的差异越小,晶振的性能越好。
频率精度受到多种因素的影响,主要包括晶振的制造工艺、晶体材料的质量以及外部环境的温度和压力等。
制造工艺的不同会导致晶振的频率精度有所差异,而晶体材料的质量也会直接影响晶振的频率稳定性。
二、稳定度:晶振的稳定度是指晶振输出频率在一定时间范围内的变化程度。
稳定度通常以ppm为单位进行表示。
稳定度越高,晶振的频率变化越小,晶振的性能越好。
稳定度受到多种因素的影响,主要包括晶振的温度特性、老化效应以及外部环境的温度和压力等。
晶振的温度特性是指晶振频率随温度变化的规律,一般情况下,晶振频率会随温度的升高而增加。
晶振的老化效应是指晶振的频率在长时间使用过程中会发生变化,通常情况下,晶振的频率会随时间的推移而逐渐降低。
为了提高晶振的频率精度和稳定度,制造商通常会采用一些技术手段。
例如,采用高精度的晶体材料、优化晶振的制造工艺、加入温度补偿电路等。
这些技术手段可以有效地提高晶振的性能,使其在各种应用场景下都能够稳定可靠地工作。
总结起来,晶振的精度参数包括频率精度和稳定度。
频率精度是指晶振输出的频率与其标称频率之间的差异,而稳定度是指晶振输出频率在一定时间范围内的变化程度。
这些参数对于晶振的性能至关重要,制造商通常会通过优化晶振的制造工艺和采用一些技术手段来提高晶振的频率精度和稳定度。
只有在频率精度和稳定度都达到要求的情况下,晶振才能在各种应用场景下稳定可靠地工作。
温补晶振的几个主要参数
![温补晶振的几个主要参数](https://img.taocdn.com/s3/m/813e7656dcccda38376baf1ffc4ffe473368fd05.png)
温补晶振的几个主要参数
温补晶振是一种用于提高电子元件精度的技术,其主要参数包括
频率稳定度、温度系数、工作温度范围、工作电压等。
首先,频率稳定度是温补晶振的一个重要参数。
它表示晶振在不
同温度、电压和负载等条件下输出频率的稳定程度。
一个高质量的温
补晶振应具有高的频率稳定度,可以使电子设备在复杂环境下保持稳
定工作。
其次,温度系数也是一个关键参数。
它表示晶振的输出频率随着
温度的变化而产生的变化。
一个低温度系数的晶振可以保持在一个较
小的温度范围内保持稳定输出,从而提高电子设备的运行效率和精度。
此外,工作温度范围也是一个重要的参数。
它表示晶振可以在哪
些温度范围内稳定工作。
一般来说,工作温度范围越宽,晶振的使用
范围也就越广泛。
最后,工作电压是一个需要注意的参数。
它表示晶振在哪些电压
下可以正常工作。
如果工作电压不匹配,晶振就很难正常工作,可能
会产生不稳定的输出。
因此,在选择温补晶振时,需要根据实际需求选择具备合适参数
的晶振。
同时,在使用过程中还要注意对晶振进行正确的安装,避免
操作不当等因素对晶振的影响。
晶振主要参数
![晶振主要参数](https://img.taocdn.com/s3/m/8b5437db18e8b8f67c1cfad6195f312b3069eb52.png)
晶振主要参数频率准确度在标称电源电压、标称负载阻抗、基准温度(252℃)以及其他条件保持不变,技术'>晶体振荡器的频率相对与其规定标称值的最大允许偏差,即(f⅛aχ-fπιin)∕fθ;温度稳定度其他条件保持不变,在规定温度范围内晶体振荡器输出频率的最大变化量相对于温度范围内输出频率极值之和的允许频偏值,即(fmaχ-fmin)/(fmax+fmin);频率调节范围通过调节晶振的某可变元件改变输出频率的范围。
调频(压控)特性包括调频频偏、调频灵敏度、调频线性度。
①调频频偏:压控晶体振荡器控制电压由标称的最大值变化到最小值时输出频率差。
②调频灵敏度:压控晶体振荡器变化单位外加控制电压所引起的输出频率的变化量。
③调频线性度:是一种与理想直线(最小二乘法)相比较的调制系统传输特性的量度。
负载特性其他条件保持不变,负载在规定变化范围内晶体振荡器输出频率相对于标称负载下的输出频率的最大允许频偏。
电压特性其他条件保持不变,电源电压在规定变化范围内晶体振荡器输出频率相对于标称电源电压下的输出频率的最大允许频偏。
杂波输出信号中与主频无谐波(副谐波除外)关系的离散频谱分量与主频的功率比,用dBc表示。
谐波谐波分量功率Pi与载波功率PO之比,用dBc表示。
频率老化在规定的环境条件下,由于元件(主要是石英谐振器)老化而引起的输出频率随时间的系统漂移过程。
通常用某一时间间隔内的频差来量度。
对于高稳定晶振,由于输出频率在较长的工作时间内呈近似线性的单方向漂移,往往用老化率(单位时间内的相对频率变化)来量度。
日波动指振荡器经过规定的预热时间后,每隔一小时测量一次,连续测量24小时,将测试数据按S=(fmaχ-fmin)∕fθ式计算,得到日波动。
开机特性在规定的预热时间内,振荡器频率值的最大变化,用V=(fmaχ-fmin)∕fθ表示。
相位噪声短期稳定度的频域量度。
用单边带噪声与载波噪声之比?(f)表示,?(f)与噪声起伏的频谱密度S6(f)和频率起伏的频谱密度Sy(f)直接相关,由下式表示:f2S(f)=fO2Sy(f)=2f2?(f)f—傅立叶频率或偏离载波频率;f0一载波频率。
选择有源晶振需要考虑三方面的问题
![选择有源晶振需要考虑三方面的问题](https://img.taocdn.com/s3/m/d332278384868762caaed552.png)
1、频率稳定性的考虑
有源晶振的主要特性之一是工作温度内(一般是:-40 TO +85度)晶振频率的稳定性能,它是决定有源晶振价格的重要因素。晶振频率稳定性越高或工作温度范围越宽,器件的价格就越高设计工程师要慎重决定对有源晶振的实际需要,然后规定有源晶振的稳定程度。
2、对于有源晶振的频率精度
要求±20ppm或以上的,可使用普通无补偿的晶振的频率精度在±1至±20ppm的范围内的,应该考虑选择温补晶振(TCXO)。对于要求有源晶振的频率精度在低于±1ppm 的,应该考虑OCXO或DCXO。
3、有源晶振的其他参数必需考虑的是输出类型、相位噪声、抖动、电压稳定度、负载稳定性、功耗、封装形式、冲击和振动、以及电磁干扰(EMI)。
晶振选型指南[精华]
![晶振选型指南[精华]](https://img.taocdn.com/s3/m/8db5481a4b7302768e9951e79b89680203d86b0b.png)
晶振选型指南晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,无线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,高档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。
它有多种封装,特点是电气性能规范多种多样。
它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的独特性能。
如果您需要使您的设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。
模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm~0.5ppm之间的需求。
VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。
在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm的,可选用OCXO。
频率稳定性的考虑晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性,它是决定振荡器价格的重要因素。
稳定性愈高或温度范围愈宽,器件的价格亦愈高。
工业级标准规定的-40~+75℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯,倘若-30~+70℃已经够用,那么就不必去追求更宽的温度范围。
设计工程师要慎密决定特定应用的实际需要,然后规定振荡器的稳定度。
指标过高意味着花钱愈多。
晶体老化是造成频率变化的又一重要因素。
根据目标产品的预期寿命不同,有多种方法可以减弱这种影响。
晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化,也就是说在产品使用的第一年,这种现象才最为显著。
例如,使用10年以上的晶体,其老化速度大约是第一年的3倍。
采用特殊的晶体加工工艺可以改善这种情况,也可以采用调节的办法解决,比如,可以在控制引脚上施加电压(即增加电压控制功能)等。
与稳定度有关的其他因素还包括电源电压、负载变化、相位噪声和抖动,这些指标应该规定出来。
对于工业产品,有时还需要提出振动、冲击方面的指标,军用品和宇航设备的要求往往更多,比如压力变化时的容差、受辐射时的容差,等等。
晶振的四个重要参数
![晶振的四个重要参数](https://img.taocdn.com/s3/m/56257e13580102020740be1e650e52ea5418ce49.png)
晶振的四个重要参数晶振,全称晶体振荡器,它能够产生中央处理器(CPU)执行指令所必须要的时钟频率信号,CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的,时钟信号频率越高,通常CPU的运行速度也就越快。
凡是包含CPU的电子产品,其中至少含有一个时钟源,哪怕我们在电路板中看不到实际的振荡电路,那也是晶振在芯片内部被集成,往往被人们称之为电路系统的心脏。
一旦心脏停止跳动,整块电路板可能出现瘫痪的状况。
因此晶振的质量问题是很多厂商放在第一位的最终抉择的考虑基础!所以很多客户对日系晶振有了十足的信任感,近年来台系的TXC晶振在国内厂商也有了较高的重视度晶振质量的好坏由什么决定了?有人会说从外观的崭新程度分辨,或者是外包装,又或者产品印字标识。
这一切真的能有助于我们分辨晶振的好坏吗?像晶振这样的电子元器件拿在手上我们是无法判断其好坏程度的,通常晶振人所指的坏即是在电路工作中晶振不起振,或者时而稳定时而不稳定的现象!那么这一切现象终究是归根于质量问题还是晶振参数?晶振不可忽视的四个参数1,频率单位,频率单位通常分为KHZ与MHZ,而对于有源晶振和无源晶振来讲,32.768既存在KHZ的单位,也存在MHZ的单位,因此频率的单位一定要标准清晰。
2,精度要求,贴片晶振最高精度通常为10PPM比较常见,比较特殊的精度要求得订货。
其次15ppm,20ppm,25ppm,30ppm,50ppm的等级依次分布。
插件晶振以圆柱晶振为例,5ppm是其圆柱晶振中精度最高的一个等级,其次10ppm,20ppm,30ppm.3,负载电容,负载电容有时候是一个非常至关重要的参数,如果晶振的负载电容与晶振外部两端连接的电容参数匹配不正确的话,很容易造成频率偏差,精度误差等等,从而导致产品无法达到最终的精准要求。
当然也存在对负载电容参数不是特别严格的厂家,那么我们说说关于音叉晶体一块,常见的负载电容有6PF,7PF,9PF,12.5PF;MHZ晶振常见的负载电容以20PF和12PF最为广泛,其次8PF,9PF,15PF,18PF等等比较常用。
晶振主要参数
![晶振主要参数](https://img.taocdn.com/s3/m/20387c3f6d85ec3a87c24028915f804d2b16876d.png)
晶振主要参数晶振是一种电子元件,可以将电信号转换成机械振动信号,广泛应用于电子产品中。
晶振的主要参数包括频率、精度、稳定性、温度系数、负载能力等。
1. 频率:晶振的频率是指其振荡的频率,通常用赫兹(Hz)表示。
不同的应用需要不同的频率,常见的频率有4MHz、8MHz、16MHz等。
频率越高,晶振的精度和稳定性就越高,但成本也越高。
2. 精度:晶振的精度是指其输出频率与标称频率之间的偏差,通常用ppm(百万分之几)表示。
例如,一个10MHz的晶振,如果其精度为±50ppm,那么其实际输出频率可能在10MHz的基础上偏差不超过500Hz。
精度越高,晶振的稳定性就越好,但成本也越高。
3. 稳定性:晶振的稳定性是指其输出频率在长时间使用中的变化程度,通常用ppm/年表示。
例如,一个10MHz的晶振,如果其稳定性为±10ppm/年,那么在一年的时间内,其输出频率可能会发生不超过100Hz的变化。
稳定性越高,晶振的可靠性就越好,但成本也越高。
4. 温度系数:晶振的温度系数是指其输出频率随温度变化的程度,通常用ppm/℃表示。
例如,一个10MHz的晶振,如果其温度系数为±10ppm/℃,那么在温度变化1℃的情况下,其输出频率可能会发生不超过100Hz的变化。
温度系数越小,晶振的稳定性就越好,但成本也越高。
5. 负载能力:晶振的负载能力是指其能够驱动的负载电容的大小,通常用pF表示。
例如,一个10MHz的晶振,如果其负载能力为20pF,那么其输出频率可能会因为负载电容的变化而发生不超过100Hz的变化。
负载能力越大,晶振的适用范围就越广,但成本也越高。
总之,晶振的主要参数包括频率、精度、稳定性、温度系数、负载能力等,不同的应用需要不同的参数。
在选择晶振时,需要根据具体的应用需求来选择合适的晶振,以保证系统的稳定性和可靠性。
晶振测试标准
![晶振测试标准](https://img.taocdn.com/s3/m/8994b55554270722192e453610661ed9ad515582.png)
晶振测试标准
晶振(晶体振荡器)是电子设备中常用的一种时钟源,它的主要功能是产生稳定和精确的时钟信号。
晶振的测试标准主要涉及到其频率的稳定性、准确度、温度系数、负载电容等因素。
1. 频率稳定性:这是晶振最重要的性能指标之一,通常用频率的长期漂移来衡量。
好的晶振其频率稳定性应该在每年小于100ppm(百万分比一)。
2. 频率准确度:这是衡量晶振频率与标称值差异的指标,常用的单位是ppm。
好的晶振其频率准确度应该在±50ppm以内。
3. 温度系数:这是衡量晶振频率随温度变化量的指标,常用的单位是ppm/摄氏度。
好的晶振其温度系数应该在每年小于100ppm/摄氏度。
4. 负载电容:这是衡量晶振带负载能力的指标,常用的单位是pf。
好的晶振其负载电容应该在100pf以内。
5. 电压温度系数:这是衡量晶振电压变化时频率变化的指标,常用的单位是ppm/摄氏度。
好的晶振其电压温度系数应该在每年小于100ppm/摄氏度。
以上这些指标都是在特定的测试条件下测得的,具体的测试标准和方法可以参考国际电工委员会(IEC)的标准或者其他相关的国家标准。
选用晶振原则和检测晶振好坏妙招
![选用晶振原则和检测晶振好坏妙招](https://img.taocdn.com/s3/m/1276c107844769eae009edb4.png)
一、选用晶振原则
1、表面观看
看外壳标记文字是否清晰规范、外壳是否存在裂痕、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、选择型号
应用晶振要看清外壳的型号标记,型号表明了晶振的多项性能,如果晶振型号选择不当,将导致应用错误。
3、选择负载电容
4、用万用表(R×10k挡)测晶振两端的电阻值,若为无穷大,说明晶振无短路或漏电;再将试电笔插入市电插孔内,用手指捏住晶振的任一引脚,将另一引脚碰触试电笔顶端的金属部分,若试电笔氖泡发红,说明晶振是好的,若氖泡不亮,则说明晶振损坏。
应用晶振选准了谐振频率后,还要特别注意晶振的负载电容属性,辨明它是低负载电容型还是高负载电容型。只有谐振频率、负载电容两项参数同时满足实际电路的需求,才算选择正确。如果有一项参数不符了,原则上应选用原型号晶振代换。在没有原型号时,可考虑用其他型号或其他类型的晶振来代换。
选用晶振和检测晶振是让很多采购和工程师困扰的事情。根据技术人员的分析,不管怎样,理论说再多,还是需要实践,在实际中一定要根据振荡电路的类型选用真正适合的晶振。
我们知道晶振的作用是构成振荡电路、产生电器工作需要的且频率稳定的振荡信号、用于控制电器正常工作等理论上的东西。松季电子告诉大家选用晶振原则和检测晶振好坏妙招。
二、检测晶振好坏妙招
1、贴近耳朵轻摇,有声音就一定是坏的(内部的晶体已经碎了,还能用的话频率也变了)。
2、用代换法或示波器测量。
3、用数字电容表(或数字万用表的电容档)测量其电容,一般损坏的晶振容量明显减小(不同的晶振其正常容量具有一定的范围,可测量好的得到,一般在几十到几百PF)。
晶振主要规格参数
![晶振主要规格参数](https://img.taocdn.com/s3/m/d8f15a217dd184254b35eefdc8d376eeafaa1744.png)
晶振主要规格参数
晶振是一种电子元件,用于产生稳定的时钟信号,广泛应用于各种电子设备中。
晶振的主要规格参数包括以下几个方面:
1. 频率:晶振的频率是其最重要的规格参数之一,它决定了时钟信号的周期。
晶振的频率通常在几十 kHz 到几 GHz 范围内,不同的应用需要不同的频率。
2. 稳定度:晶振的稳定性指的是其输出频率的稳定性,包括长期稳定度和短期稳定度。
长期稳定度是指在较长时间内,晶振的频率变化很小;短期稳定度则是指晶振在短时间内的频率波动很小。
稳定度越高,时钟信号的精度越高。
3. 工作温度范围:晶振在不同温度下的性能表现可能会有所不同。
因此,晶振的工作温度范围是一个重要的规格参数。
一般来说,晶振的工作温度范围在-40℃到+85℃之间。
4. 电容负载:晶振需要接上一定的电容负载才能正常工作。
电容负载的大小对晶振的频率稳定性和相位噪声有一定的影响,因此电容负载也是晶振的一个重要规格参数。
5. 相位噪声:相位噪声指的是晶振输出信号的相位波动。
相位噪声越小,时钟信号的稳定性越高。
以上是晶振的主要规格参数,不同的应用需要选择不同的晶振,以满足其特定的要求。
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晶振选型不可忽视的因素:起振时间
![晶振选型不可忽视的因素:起振时间](https://img.taocdn.com/s3/m/b2f19b1e2e3f5727a4e9621c.png)
晶振选型不可忽视的因素:起振时间在前面发表的文章中,我们已经讨论过晶振参数:负载电容CL,动态电感Lm 和动态Cm 。
我们接着往下分析。
假设你要选择在2 个32MHz 的晶振中选一个,一个CL=10pF 另一个CL=16pF,其他参数一样。
根据SimpleLink™ Bluetooth low energy CC2540 (可以从这个链接中看到具体内容ti/product/cc2540?DCMP=blog-frequency3&HQS=blog-frequency3-lp1)的说明,这两个晶振它都支持,那你会选择哪个?当然,要视情况而定。
晶振起振时间大概是7-15t,t 由如下公式计算:Lm 、Rm 分别是动态电感和电阻参数,Rn 振荡器的负电阻。
参数gm 是振荡器的跨导,f 晶体的共振频率,CL 是负载电容。
从这个等式中可以很容易看出CL 越小,起振时间越快。
如果你有一个周期循环应用(a duty-cycled application),因为你的系统花费更多的时间在睡眠模式或者发送接收等待参考时钟开启的时间短,,也许你可以节省你的电源。
同时,低的负载电容意味着振荡器的负电阻高,那么振荡器可以维持在低功耗下。
有这些电源方面的优势,为什么不选择一个高的负载电容的晶振?答案就是频率的稳定性。
空载振荡频率fs 如下:振荡器频率飘移是其负载电容的函数:这样你可以看出,如果寄生电容改变,就是公式中的Co,如果CL 很大,那么频率变化的就不会很大。
但如果使用低的CL 晶体管,寄生电容笑的改变不会引起频率的大变动。
总之,晶振负载电容的选择需要好好权衡电源消耗和频率稳定。
选择加载电容值具体信息参见MSP430™ 32kHz crystal oscillation application note ,网址是ti/lit/an/slaa322b/slaa322b.pdf?DCMP=blog- frequency3&HQS=blog-frequency3-ap1。
晶振的频率精度、稳定度及长期稳定度
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晶振的频率精度、稳定度及长期稳定度晶振(xtal)属于精密频率元件,可提供稳定、精确的频率信号。
但由于切片工艺、补偿方式和电路结构不同,晶振的频率特性也个不相同,选型时必须考虑三个重要参数:频率精度、频率稳定度和长期稳定度。
1. 频率精度频率精度(Frequency Tolerance)即调整频差,是晶振在常温环境下(+25℃)的输出频率fx和中心标称频率f0之间的偏差。
该参数受晶片材料和环境影响较大,一般大小在几个ppb至±100ppm范围内。
常见晶振的频率精度如下:xtal晶体谐振器:50ppm热敏晶振(thermistor xtal):±10ppmVCXO压控晶振:±20ppmTCXO温补晶振:±0.2ppm左右OCXO恒温晶振:几个ppb例如,泰晶科技的T2520热敏晶振(xtal)的25°C频率精度和-30°C ~ +85°C工作温度范围的频率稳定度均达±10ppm,这已经达到了晶振振荡器(XO)的精度,还可根据用户需求定制更高精度的产品。
图1. 晶振的频率温度特性:频率精度、稳定度及老化性能实际应用中,晶振精度有可能受电压变动有±1ppm的影响,焊接温度变化有±5ppm的影响,机械振动与冲击有±3PPM的影响,杂散电容有10~20ppm及以上的影响,工作环境温度有5~20ppm的影响。
因此,选型时需要留10ppm裕量,如需要±30ppm频率精度时,一般选择频率精度为±20PPM的晶振。
2. 频率稳定度晶振的频率稳定度(Frequency Stability)通常指的是温度稳定度,即温度频差,这是衡量晶振的输出频率在工作过程中由于温度变化而可能发生变化的短期稳定性指标。
如果频率漂移超出了应用程序的预期,定时误差可能会出现。
在所有晶振中,OCXO恒温晶振的频率稳定度最高,可达到ppb 级别(10-9),TCXO温补晶振的稳定度在1ppm以下,普通晶振的稳定度在100ppm以内。
晶振外围电路设计
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晶振外围电路设计晶振是一种常见的电子元件,用于提供计算机和其他电子设备的时钟信号。
晶振外围电路设计是其中的重要环节,好的设计可以提高时钟信号的质量和稳定性。
本文将从几个方面介绍晶振外围电路设计的注意事项。
一、晶振的选择在进行晶振外围电路设计之前,需要先选择合适的晶振。
晶振的主要参数有频率、负载电容和精度。
在选择晶振时要考虑使用场景、所需精度等因素,同时也要考虑晶振的负载电容是否匹配。
一般来说,晶振的工作频率应该在正常工作频率的两倍左右,这样可以增加晶振的稳定性。
二、负载电容的选择晶振的负载电容是指晶振两端的电容,一般需要使用两个电容器分别连接到晶振的两端。
负载电容可以影响晶振的稳定性和频率精度,负载电容过大会降低晶振的频率,导致电路运行不正常,负载电容过小则会降低晶振的稳定性。
选择适当的负载电容可以使晶振的频率和稳定性达到最优状态。
三、地电位设计地电位设计也是晶振外围电路设计中的重要环节。
晶振外围电路中所有的地都应该连接到同一个地点,以确保信号的稳定性,并避免地电位干扰。
一般来说,建议将晶振的两端以及另外的一些关键信号线连接到同一个地点。
四、降噪电路设计晶振外围电路中还需要设置一些降噪电路,以消除电路中可能产生的干扰和噪音。
其中,滤波器是一种最常用的降噪电路,它可以通过使用电感电容滤波器、低通滤波器来滤除信号中的高频噪音。
五、选用合适的元器件在晶振外围电路设计中,选择合适的元器件也是至关重要的。
例如,为了保证电路的稳定性,可以选择高精度电容,这样可以避免因电容器质量问题引起的稳定性变差。
此外,应该使用高品质的电感、电阻、二极管等元器件,以确保电路的稳定性和可靠性。
综上所述,晶振外围电路设计需要结合晶振参数、负载电容、地电位设计、降噪电路、元器件选择等多个因素,仔细设计合理的电路才能有效提高时钟信号的质量和稳定性。
如何选择晶振以及晶振电容
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如何选择晶振的电容
1:如何选择晶振
对于一个高可靠性的系统设计,晶体的选择非常重要,尤其设计带有睡眠唤醒(往往用低电压以求低功耗)的系统。这是因为低供电电压使提供给晶体的激励功率减少,造成晶体起振很慢或根本就不能起振。这一现象在上电复位时并不特别明显,原因是上电时电路有足够的扰动,很容易建立振荡。在睡眠唤醒时,电路的扰动要比上电时小得多,起振变得很不容易。在振荡回路中,晶体既不能过激励(容易振到高次谐波上)也不能欠激励(不容易起振)。晶体的选择至少必须考虑:谐振频点,负载电容,激励功率,温度特性,长期稳定性。一般来说某一种单片机或外围芯片都会给出一个或几个典型适用的晶振,常用的像51单片机用12M晶振,ATmega系列单片机可以用8M,16M,7.3728M等。这里有一个经验可以分享一下,如果所使用的单片机内置有PLL即锁相环,那么所使用的外部晶振都是低频率的,如32.768K的晶振等,因为可以通过PLL倍频而使单片机工作在一个很高的频率下。
2:如何选择电容起振电容
从原理上讲直接将晶振接到单片机上,单片机就可以工作。但这样构成的振荡电路中会产生偕波(也就是不希望存在的其他频率的波),这个波对电路的影响不大,但会降低电路的时钟振荡器的稳定性. 为了电路的稳定性起见,建议在晶振的两引脚处接入两个瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响,所以晶振必须配有起振电容,但电容的具体大小没有什么 普遍意义上的计算公式,不同芯片的要求不同。
晶振电容的选取和计算
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晶振电容的选取和计算
在电子电路中,晶振和电容是常用的元件。
晶振用于产生稳定的时钟信号,而电容则用于调整晶振的频率和稳定性。
选择合适的晶振电容对于电路的性能至关重要。
晶振电容的选取需要考虑以下几个因素:
1. 频率:晶振的频率决定了所需的电容值。
一般来说,电容值与晶振频率成反比。
较高频率的晶振需要较小的电容值,而较低频率的晶振则需要较大的电容值。
2. 容差:电容的容差会影响晶振的频率稳定性。
一般来说,选择容差较小的电容可以提高晶振的频率稳定性。
3. 温度系数:电容的温度系数也会影响晶振的频率稳定性。
选择温度系数较小的电容可以降低温度对晶振频率的影响。
4. 成本:不同容值和精度的电容价格不同,需要在满足性能要求的前提下考虑成本因素。
在实际应用中,可以使用以下公式计算晶振电容的值:
C = 1 / (2 * π * f * T)
其中,C 表示晶振电容的值,f 表示晶振的频率,T 表示电容的温度系数。
总之,选择合适的晶振电容需要考虑频率、容差、温度系数和成本等因素。
在实际应用中,可以根据具体情况进行计算和选择。
晶振应用场景和指标要求
![晶振应用场景和指标要求](https://img.taocdn.com/s3/m/708f574ccd1755270722192e453610661ed95ae8.png)
晶振应用场景和指标要求
晶振是一种用于产生稳定的电子信号的电子元件,它在许多电
子设备中都有广泛的应用。
以下是晶振的一些应用场景和指标要求:
1. 应用场景:
通信设备,晶振被广泛应用于无线通信设备、移动电话、卫
星通信等领域,用于产生稳定的时钟信号。
计算设备,晶振被用于计算机、微处理器、微控制器等设备中,以确保各个部件之间的协调和同步。
消费电子,晶振也广泛应用于各种消费电子产品,如电视、
音响、数码相机等,用于时序控制和数据传输。
工业控制,在工业自动化领域,晶振被用于PLC(可编程逻
辑控制器)、传感器和执行器等设备中。
2. 指标要求:
频率稳定性,晶振的频率稳定性是其最重要的指标之一,通常用ppm(百万分之一)来衡量,要求频率稳定性高,以确保设备的正常运行。
温度特性,晶振的频率随温度变化的特性也是需要考虑的,一般要求温度特性尽可能小,以适应不同的工作环境。
相位噪声,对于一些高要求的应用场景,如通信设备,对晶振的相位噪声也有一定的要求,要求相位噪声尽可能低。
工作温度范围,晶振的工作温度范围也是一个重要的指标,一般要求能够适应广泛的工作温度范围,特别是在工业领域。
总的来说,晶振作为一种重要的电子元件,在各种电子设备中都有着广泛的应用,其频率稳定性、温度特性、相位噪声和工作温度范围等指标都是需要考虑的重要因素。
在不同的应用场景下,对晶振的要求也会有所不同,因此在选择晶振时需要根据具体的应用需求来进行综合考虑。
晶振关键参数
![晶振关键参数](https://img.taocdn.com/s3/m/e992a9c3a58da0116c1749d3.png)
晶振关键参数1、工作频率晶振的频率范围一般在1到70MHz之间。
但也有诸如通用的32.768kHz钟表晶体那样的特殊低频晶体。
晶体的物理厚度限制其频率上限。
归功于类似反向台面(inverted Mesa)等制造技术的发展,晶体的频率上限已从前些年的30MHz提升到200MHz。
工作频率一般按工作温度25°C时给出。
可利用泛频晶体实现200MHz以上输出频率的更高频率晶振。
另外,带内置PLL 频率倍增器的晶振可提供1GHz以上的频率。
当需要UHF和微波频率时,声表波(SAW)振荡器是种选择。
2、频率精度:1PPM=1/1,000,000频率精度也称频率容限,该指标度量晶振实际频率于应用要求频率值间的接近程度。
其常用的表度方法是于特定频率相比的偏移百分比或百万分之几(ppm)。
例如,对一款精度±100ppm的10MHz晶振来说,其实际频率在10MHz±1000Hz之间。
(100/1,000,000)×10,000,000=1000Hz它与下式意义相同:1000/10,000,000=0.0001=10-4或0.01%。
典型的频率精度范围在1到1000ppm,以最初的25°C 给出。
精度很高的晶振以十亿分之几(ppb)给出。
3、频率稳定性该指标量度在一个特定温度范围(如:0°C到70°C 以及-40°C到85°C)内,实际频率与标称频率的背离程度。
稳定性也以ppm给出,根据晶振种类的不同,该指标从10到1000ppm 变化很大(图2)。
4、老化老化指的是频率随时间长期流逝而产生的变化,一般以周、月或年计算。
它于温度、电压及其它条件无关。
在晶振上电使用的最初几周内,将发生主要的频率改变。
该值可在5到10ppm 间。
在最初这段时间后,老化引起的频率变化速率将趋缓至几ppm。
5、输出有提供不同种类输出信号的晶振。
输出大多是脉冲或逻辑电平,但也有正弦波和嵌位正弦波输出。
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选择晶振时要考虑哪些参数?
2011-7-19 14:26
提问者:rinkeigun|浏览次数:2555次
谢谢好心人。
我想知道的是:
1. 晶振之身的参数(频率等)
2. 与周围的器件(51单片机)有什么关联,影响
3. 构成晶振的元件是什么(如C,Y)
4.哪里有最简单的电路图
我来帮他解答
2011-7-25 14:05
满意回答
1、
晶体谐振器的等效电路
图1是一个在谐振频率附近有与晶体谐振器具有相同阻抗特性的简化电路。
其中:C1为动态电容也称等效串联电容;L1为动态电感也称等效串联电感;
R1为动态电阻也称等效串联电阻;C0为静态电容也称等效并联电容。
这个等效电路中有两个最有用的零相位频率,其中一个是谐振频率(Fr),另一个是反谐振频率(Fa)。
当晶体元件实际应用于振荡电路中时,它一般还会与一负载电容相联接,共同作用使晶体工作于Fr和Fa之间的某个频率,这个频率由振荡电路的相位和有效电抗确定,通过改变电路的电抗条件,就可以在有限的范围内调节晶体频率。
2、晶体的频率
晶体在应用的电路中,其电气特性表现较复杂,与其相关的频率指标也有多个,主要的是:
a)标称频率(F0)
指晶体元件规范中所指定的频率,也即用户在电路设计和元件选购时所希望的理想工作频率。
b)谐振频率(Fr)
指在规定条件下,晶体元件电气阻抗为电阻性的两个频率中较低的一个频率。
根据图1的等效电路,当不考虑C0的作用,Fr由C1和L1决定,近似等于所谓串联(支路)谐振频率(Fs)。
这一频率是晶体的自然谐振频率,它在高稳晶振的设计中,是作为使晶振稳定工作于标称频率、确定频率调整范围、设置频率微调装置等要求时的设计参数。
c)负载谐振频率(FL)
指在规定条件下,晶体元件与一负载电容串联或并联,其组合阻抗呈现为电阻性时两个频率中的一个频率。
在串联负载电容时,FL是两个频率中较低的那个频
率;在并联负载电容时,FL则是其中较高的那个频率。
对于某一给定的负载电容值(CL),就实际效果,这两个频率是相同的;而且
这一频率是晶体的绝大多数应用时,在电路中所表现的实际频率,也是制造厂商为满足用户对产品符合标称频率要求的测试指标参数。
3、负载电容(CL)
指与晶体元件一起决定负载谐振频率(FL)的有效外接电容。
晶体元件规范中的CL是一个测试条件也是一个使用条件,这个值可在用户具体使用时根据情况作适当调整,来微调FL的实际工作频率(也即晶体的制造公差可调整)。
但它有一个合适值,否则会给振荡电路带来恶化,其值通常采用10pF、15pF 、20pF、30pF、50pF、∝等,其中当CL标为∝时表示其应用在串联谐振型电路中,不要再加负载电容,并且工作频率就是晶体的(串联)谐振频率Fr。
用户应当注意,对于某些晶体(包括不封装的振子应用),在某一生产规范既定的负载电容下(特别是小负载电容时),±0.5pF的电路实际电容的偏差就能产生±10×10-6的频率误差。
因此,负载电容是一个非常重要的订货规范指标。
4、电容比(r)
指晶体静态电容(C0)与动态电容(C1)之比,r=C0/C1。
前面已描述,通过改变电路的电抗条件,就可以在有限的范围内调节晶体频率,而晶体频率可以改变的程度(或作为压控晶体振荡器的频率牵引范围)跟r成反比;在选频滤波电路的应用中,r可影响晶体滤波器的带宽。
一般的,对给定晶片切型和振子设计而言,r 是一常数。
5、晶体的电阻
如同晶体的频率一样,晶体的电阻在电路中的表现也很复杂,主要应该关注的是:a)谐振电阻(Rr)
指晶体元件在谐振频率处的等效电阻,当不考虑C0的作用,也近似等于所谓晶体的动态电阻或称等效串联电阻(ESR)。
这个参数控制着晶体元件的品质因数,还决定所应用电路中的晶体振荡电平,因而影响晶体的稳定性以致是否可以理想的起振。
所以它是晶体元件的一个重要指标参数。
一般的,对于一给定频率,选用的晶体盒越小,ESR的平均值可能就越高;绝大多数情况,在制造过程中并不能预计具体某个晶体元件的电阻值,而只能保证电阻将低于规范中所给的最大值。
b)负载谐振电阻(RL)
指晶体元件与规定外部电容相串联,在负载谐振频率FL时的电阻。
对一给定晶体元体,其负载谐振电阻值取决于和该元件一起工作的负载电容值,串上负载电容后的谐振电阻,总是大于晶体元件本身的谐振电阻。
6、激励电平(Level of drive)
是一种用耗散功率表示的,施加于晶体元件的激励条件的量度。
所有晶体元件的频率和电阻都在一定程度上随激励电平的变化而变化,这称为激励电平相关性(DLD),因此订货规范中的激励电平须是晶体实际应用电路中的激励电平。
正因为晶体元件固有的激励电平相关性的特性,用户在振荡电路设计和晶体使用时,必须注意和保证不出现激励电平过低而起振不良或过度激励频率异常的现象;当然
7、寄生响应(Unwanted response)
晶体振子与有关工作频率不同的谐振状态。
振荡器应用中出现寄生响应问题是和晶体设计及振荡器设计有关;作为滤波器用的晶体元件重要的是寄生响应的位置和幅度。
国晶科技可根据用户提出的具体应用要求,对特定晶体元件预计呈现的无用寄生响应,采取相应的措施予以控制。
8、品质因数(Q)
指晶体元件谐振特性曲线的敏锐度。
是一个综合评判晶体元件状态的不能直接测试的表征指标。
9、频率偏差(Frequency tolerance)
一般来讲,应该根据晶体应用的整机系统要求,来确定晶体元件的工作温度范围及其频率允许偏差。
根据IEC的建议:当同一整机设备打算供不同气候条件和不同技术要求的场合使用时,就应该考虑采用若干个晶体元件订货规范来覆盖这些不同的要求,而不应该统一于最严的规范。
a)调整频差
指在规定条件下,基准温度(通常为25℃±2℃)时工作频率相对于标称频率的允许偏离,也即制造公差。
它是一个相对偏差,并且在振荡电路中是可调整的。
指在规定条件下,晶体元件在工作温度范围内相对于基准温度时工作频率的允许偏离,也即频率随温度变化而变化的频率温度特性。
它主要由晶片的切割类型及其角度决定。
c)老化率
指在规定条件下,由于时间所引起的频率漂移。
这一指标对精密晶体是必要的,但它“没有明确的试验条件,而是由制造商通过对所有产品有计划抽验进行连续监督的,某些晶体元件可能比规定的水平要差,这是允许的”(根据IEC的公告)。
老化问题的最好解决方法只能靠制造商和用户之间的密切协商。
d)总频差
由于指定的一种或多种原因引起的,工作频率相对于标称频率的最大允许偏离。
它可能包括由调整频差、温度频差和老化等因素引起的工作频率综合变化。
10、零温度系数点(Z.T.C)
指在频率温度特性曲线上频率变化为零的温度点,也称拐点。
一般是应用于恒温晶振的晶体指标要求。