教你选择合适的晶体振荡器
晶振选型指南
恒温晶振、温补晶振选用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。
晶振与晶体的参数详解
晶振与晶体的参数详解晶振和晶体是电子器件中常见的元器件,被广泛应用于各种电子设备中。
下面将详细解释晶振和晶体的参数及其作用。
首先,我们来解释一些晶振的参数:1.频率:晶振频率是指晶振器产生的振荡信号的频率。
晶振的频率通常通过外部电路进行调节,可以根据需要选择不同的频率值。
2.稳定度:晶振的稳定度是指晶振器在一段时间内产生的频率变化范围。
晶振的稳定度越高,产生的频率变化越小,可以提供更稳定、可靠的时钟信号。
3.温度系数:晶振的温度系数是指晶振器频率随温度变化的比例。
温度系数越小,晶振器的频率随温度变化的影响越小。
4.驱动能力:晶振的驱动能力是指晶振器输出信号的电流或电压幅度。
不同的应用场景需要不同幅度的驱动能力。
5.电源电压:晶振器需要一定的电源电压才能正常工作,通常以工作电压范围表示。
接下来,我们来解释一些晶体的参数:1.晶体结构:晶体的结构是指晶体的原子排列方式。
晶体结构可以分为立方晶体、六方晶体、斜方晶体等。
2.晶体尺寸:晶体尺寸是指晶体的长度、宽度和厚度。
晶体的尺寸可以影响晶体的振荡频率和稳定度。
3.谐振频率:晶体的谐振频率是指晶体在特定尺寸和结构下能够实现最佳振荡的频率。
4.谐振模式:晶体的谐振模式是指晶体在振荡时所产生的振动模式,可以分为纵向谐振模式、横向谐振模式等。
5.振荡电路:晶体需要通过外部的振荡电路来产生振荡信号。
振荡电路的设计和参数设置可以影响晶体的性能和稳定度。
晶振和晶体在电子设备中具有重要的作用,主要用于提供稳定的时钟信号和振荡信号。
晶振器通过晶体的振荡产生稳定的信号,可以被用作时钟信号源,用于同步控制电路的工作。
晶振器通常被广泛应用于各种电子设备中,例如计算机、通信设备、汽车电子等。
总结起来,晶振和晶体在电子器件中扮演重要角色,他们的参数和性能直接影响着整个电子设备的稳定性和可靠性。
只有合理选择和使用晶振和晶体,才能确保电子设备的正常工作和性能表现。
晶振选型的参数
晶振选型的参数1.、频率大小:频率越高一般价格越高。
但频率越高,频差越大,从综合角度考虑,一般工程师会选用频率低但稳定的晶振,自己做倍频电路。
总之频率的选择是根据需要选择,并不是频率越大就越好。
要看具体需求。
比如基站中一般用10MHz的恒温晶振(OCXO),因其有很好的频率稳定性,属于高端晶振。
至于范围,晶振的频率做的太高的话,就会失去意义,因为有其他更好的频率产品代替。
JFVNY的产品频率范围是:25kHz-1.3G,基本上所有应用中的晶振都可以在JFVNY产品种找到。
2.、频率稳定度:关键参数,JFVNY的高端晶振可以达到10-9级别。
指在规定的工作温度范围内,与标称频率允许的偏差,用PPm (百万分之一)表示。
一般来说,稳定度越高或温度范围越宽,价格越高。
对于频率稳定度要求±20ppm或以上的应用,可使用普通无补偿的晶体振荡器。
对于介于±1 至±20ppm 的稳定度,应该考虑温补晶振TCXO 。
对于低于±1ppm 的稳定度,应该考虑恒温晶振OCXO。
如果客户有十分特别的频稳要求,JFVNY可根据客户要求参数定做。
2、电源电压:常用的有1.8V、2.5V、3.3V、5V等,其中3.3V应用最广。
3、输出:根据需要采用不同输出。
(HCMOS,SINE,TTL,PECL,LVPECL,LVDS,LVHCMOS等)每种输出类型都有它的独特波形特性和用途。
应该关注三态或互补输出的要求。
对称性、上升和下降时间以及逻辑电平对某些应用来说也要作出规定,根据客户需要我们可以帮助客户选型。
5.、工作温度范围:工业级标准规定的-40~+85℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯,倘若-20℃~+70℃已经够用,那么就不必去追求更宽的温度范围。
对于某些特殊场合如航天军用等,对温度有更苛刻的要求。
6.、相位噪声和抖动:相位噪声和抖动是对同一种现象的两种不同的定量方式,是对短期稳定度的真实度量。
电路中的振荡器介绍振荡器的种类和应用领域
电路中的振荡器介绍振荡器的种类和应用领域电路中的振荡器是指能够在不受外部信号源驱动下,在电路内自行产生周期性信号的电子设备。
振荡器在电子设备中广泛应用,例如无线电、雷达、计算机等领域,因此,了解振荡器的种类及其应用领域是十分重要的。
本文将介绍振荡器的种类及其应用。
1. 晶体振荡器晶体振荡器是常用的一种振荡器,它利用压电效应产生振荡。
晶体振荡器主要由压电石英晶片、放大器、反馈电路、电源和输出电路等组成。
晶体振荡器振荡频率的稳定性高,且精确度高,应用于频率稳定要求高的电路,例如计算机、通讯设备等领域。
2. 电感耦合振荡器电感耦合振荡器是利用电路中的电感和电容进行产生振荡的一种振荡器。
电感耦合振荡器主要由电容、电感、晶体管等元器件组成。
电感耦合振荡器的振荡频率范围广,应用于频率要求不高的电子设备,例如音频放大器、调谐器等领域。
3. 集成电路振荡器集成电路振荡器是可以直接集成在电路板上的一种振荡器。
集成电路振荡器主要由电容、电感、晶体管等元器件组成。
由于集成电路振荡器可以大规模生产,成本相对较低,因此在数字电路、计算机等领域应用最为广泛。
4. RC振荡器RC振荡器是利用电路中的电容和电阻形成的RC环路产生振荡的一种振荡器。
RC振荡器主要由电容、电阻、晶体管等元器件组成。
RC 振荡器的频率不稳定,但由于成本低廉,应用于一些低频率要求的电子设备,例如弱电信号接收与放大器。
5. 摆线振荡器摆线振荡器是利用物理学中的摆线定理产生振荡的一种振荡器。
摆线振荡器主要由模拟计算器、捷克电池表、过氧化银光源等元器件组成。
摆线振荡器的频率通常在几十千赫范围内,应用于高精度计时和频率测量等领域。
总之,电路中的振荡器种类多样,根据不同的应用领域和需求选择合适的振荡器是十分重要的。
对于电子爱好者来说,学习振荡器的原理和应用也是提高技能的一个重要方向。
晶振主要规格参数
晶振主要规格参数
晶振作为一种能够提供稳定高精度信号的元器件,广泛应用于电子产品中。
不同规格的晶振具有不同的频率和精度,其主要规格参数如下:
1. 频率:指晶振振荡的频率,通常使用单位为MHz。
不同频率的晶振可以满足不同的应用需求,例如8MHz晶振可以用于微控制器的时钟源,而3
2.768kHz晶振则常用于实时时钟电路。
2. 精度:指晶振的频率精度,通常用ppm(百万分之一)表示。
精度越高的晶振,提供的信号越接近理论值且越稳定,一般应用于高精度要求的场景。
3. 工作电压(Vcc):指晶振正常工作所需的电压范围。
晶振的工作电压一般为3.3V或5V。
在应用中要注意,如果工作电压过高或过低,都会影响晶振的稳定性。
4. 静态电容(C1、C2):晶振的主要参数之一,通常在晶振的产品手册中标明。
它对于晶振的频率稳定性有着至关重要的作用。
C1和C2的大小应根据晶振的特性和工作电压来选择。
5. 工作温度范围(TC):指晶振正常工作的温度范围。
一般来说,晶振的TC为-20℃至70℃或-40℃至85℃,但也有更广泛或更窄的工作温度范围。
总之,晶振的规格参数对于不同的应用场景有不同的要求,如精度、工作电压、静态电容和工作温度范围等等。
在选择晶振时,应该根据实际应用需求,综合评估以上规格参数来进行选择。
epson晶振选型手册
Epson晶振选型手册引言概述:Epson晶振选型手册是一本提供关于Epson晶振选型的专业指导手册。
晶振作为一种重要的电子钟振装置,广泛应用于各类电子设备中,对于设备的稳定性和精准性起到关键作用。
本手册将从多个方面介绍Epson晶振的选型原则和方法,以帮助读者准确选型和应用。
正文内容:1. 晶振的基本原理1.1 晶振的作用与功能1.1.1 提供时钟信号1.1.2 稳定电子设备的工作频率1.1.3 控制和同步各设备之间的通信1.1.4 精确计时和定时功能1.2 晶振的工作原理1.2.1 晶体振荡原理1.2.2 纯谐振条件与频率稳定性1.2.3 晶振的构造与材料选择2. Epson晶振的特点与优势2.1 高稳定性和低功耗2.1.1 稳定性与频率偏移2.1.2 低功耗对电池寿命的影响2.2 宽温度范围和长寿命2.2.1 温度对晶振频率的影响2.2.2 长期使用的可靠性和稳定性2.3 大容量和小封装尺寸2.3.1 容量对数据传输速率的影响2.3.2 封装尺寸对电路板设计的要求3. Epson晶振选型原则3.1 需求分析和参数确定3.1.1 设备类型和用途3.1.2 工作频率和精度要求3.1.3 温度范围和环境影响3.2 选择适合的晶振类型3.2.1 晶振频率范围和精度等级3.2.2 温度补偿和温度响应特性3.2.3 封装尺寸和安装要求3.3 参考设计和测试验证3.3.1 参考电路设计3.3.2 振荡电路测试和频率测量3.3.3 选型结果评估和优化4. Epson晶振选型案例分析4.1 移动方式晶振选型4.1.1 高稳定性和小封装尺寸的需求4.1.2 多频段应用的选择考虑4.2 电子表计晶振选型4.2.1 长期使用和温度范围要求4.2.2 低功耗和电池寿命的平衡4.3 工业自动化控制晶振选型4.3.1 高频率和精度要求4.3.2 多通道同步和控制4.3.3 长寿命和可靠性的考虑5. Epson晶振应用注意事项5.1 环境温度和封装要求5.2 抗振动和抗干扰性能5.3 防静电措施和电源干扰5.4 长期使用和老化问题结语:本手册全面介绍了Epson晶振的选型原则和方法,包括晶振的基本原理、Epson晶振的特点与优势、选型原则、案例分析以及应用注意事项。
大普晶振的选型
晶振的等级
DAPU
如何确定频率准确度
影响频率准确度的主要因素 出厂准确度 + 温度漂移 + 电压特性 + 负载特性 + 老化漂移
DAPU 案例:
假如一台仪器在实验室使用,采用10.00MHz作为基准时钟,对时钟提出的频率稳 定度为 10年内频率最大不超过0.5PPM,即为5Hz
选型推荐: 出厂准确度 :8E-8 温度稳定度:5E-9 @-30至70度 电压特性:2E-9 负载特性:2E-9 老化率:5E-8/year, 4E-7/10year 此时钟 10年频率漂移为 4.89Hz ,符合选型要求
波形的选择
波形的选择主要取决于设备时钟芯片的要求和现有晶振产品的限制:
波形
优点
缺点
产品类型
DAPU 削顶正弦波
HCMOS/TTL
谐波干扰小、 体积小
驱动能力强
驱动能力弱 谐波干扰大
SMD‐7050、5032、 3225
OSC\VCXO\OCXO、 TCXO
标准正弦波 谐波干扰极小 电路复杂
OCXO、TCXO
O54, 50x40x12.7
O55, 50x50x12.7
TCXO 行业主要标准尺寸
尺寸的选择
DAPU T10A, 12.7*12.7*6
T11A, 20.7*12.7*8
M11A 20*12.7*10
M21B 25*15*10
T3225 3.2*2.5*1.5
T53 5*3.2*1.5
T75 7*5*2
广东省大普通信技术有限公司
DAPU
DAPU Telecom
目录
1
晶振选型的要点
2 晶振的等级
单片机晶振频率
单片机晶振频率一、晶振频率的概念及作用晶振频率是指晶体振荡器的震荡频率,也就是单片机内部时钟的频率。
在单片机中,晶振频率起到了非常重要的作用。
它决定了单片机内部时钟的频率,从而影响了单片机的运行速度和精度。
因此,选择合适的晶振频率非常重要。
二、常见的晶振频率目前,市面上常见的晶振频率有4MHz、8MHz、16MHz等。
其中,4MHz和8MHz适用于一些低功耗应用场合,而16MHz则适用于一些高速运算场合。
当然,在一些特殊场合下也会使用其他频率的晶振。
三、如何选择合适的晶振频率1. 根据单片机型号选择不同型号的单片机支持不同范围内的晶振频率。
因此,在选择晶振时需要根据具体型号来确定可选范围。
2. 根据应用场景选择在实际应用中,需要根据具体应用场景来选择合适的晶振频率。
如果需要实现高速计算或者数据传输等操作,则需要使用较高频率的晶振;而如果需要实现低功耗应用,则可以选择较低频率的晶振。
3. 考虑外设设备在一些需要与外设设备进行通信的应用中,需要根据外设设备的要求来选择晶振频率。
例如,如果外设设备要求使用特定的时钟频率进行通信,则需要选择与之匹配的晶振频率。
四、晶振频率与系统时钟频率在单片机中,晶振频率和系统时钟频率是两个不同的概念。
晶振频率是指晶体振荡器震荡的频率,而系统时钟频率则是由单片机内部时钟分频器控制的。
因此,在选择晶振时需要考虑到系统时钟分频系数等因素。
五、常见问题及解决方法1. 晶振不工作可能原因:电路连接不良、晶体损坏、电源电压不稳定等。
解决方法:检查电路连接是否正确、更换新的晶体、检查电源是否稳定等。
2. 晶振工作不稳定可能原因:温度变化、电源波动等。
解决方法:加装温度补偿电路或者使用温度补偿型晶体;使用稳定可靠的电源等。
3. 晶振频率偏差过大可能原因:晶体参数不匹配、电容不匹配等。
解决方法:更换频率相近的晶体、更换合适的电容等。
六、总结在单片机应用中,选择合适的晶振频率非常重要。
需要根据单片机型号、应用场景、外设设备要求等因素来选择合适的晶振频率。
石英晶体振荡器设计参考
石英晶体振荡器设计参考石英晶体振荡器设计参考振荡器是一种将直流电能转换为具有一定频率的交流电能的装置,而将石英晶体谐振器(以下简称晶体)作为频率控制元件的振荡器就叫做石英晶体振荡器(以下简称晶振)。
由于晶体的机械品质因数(Q值)可达到105~106数量级,其相移随频率的变化△Φ/△ω很大,故晶振有很高的频率稳定度,约在10-4~10-12的范围。
目前晶振被广泛应用到军、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、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。
目前晶振有以下八类:普通晶体振荡器(XO)、压控晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO)、温补压控晶体振荡器(TCVCXO)、恒温压控晶体振荡器(OCVCXO)、微机补偿晶体振荡器(MCXO)和铷-晶体振荡器。
其中,温度补偿晶体振荡器包括模拟温补、数字温补、模拟-数字混合温补和单片机温补的晶体振荡器。
以下根据晶振的分类和应用,对晶振设计时需考虑的问题做一下简单介绍。
1.晶体的选用(1)切型的选取晶体的切型有AT、BT、CT、DT、ET、FT、ST、x+5、AC、BC、FC、LC、SC等,每种切型都有各自的特性,而目前在晶振中应用最多的切型是AT切和SC切。
由于AT切石英片的尺寸合适,便于加工,体积可以做的很小,在较宽的温度范围内具有良好的频率温度特性(在-55℃~85℃范围内可达到±25×10-6),并有较高的压电活性等优点,从而得到最广泛的应用。
它是石英谐振器中最重要的一种切型,频率范围约为800kH z~350MHz,采用离子刻蚀技术,其基音频率可达到1GHz左右。
目前的温度补偿晶体振荡器基本都是采用的AT切型晶体。
SC切晶体是一种双旋转切型晶体。
由于它具有应力补偿和热瞬变补偿特性,故其频率与热应力及电极应力在表面内所产生的应力无关。
因此,这种切型具有老化小、相位噪声低、短期频率稳定性好、热滞效应小及开机特性好等优点,特别适用于高稳定晶体振荡器。
晶振频率分类
晶振频率分类
晶振频率是指晶振器振动的频率,也是电子设备中常见的一个参数。
晶振频率的分类主要有以下几种:
1. 低频晶振:低频晶振是指频率较低的晶振器,一般在几十千赫兹到几兆赫兹之间。
低频晶振主要用于一些需要精确计时的电子设备中,比如计算机、电子钟等。
在这些设备中,低频晶振能够提供准确的时间基准,确保设备的运行稳定。
2. 中频晶振:中频晶振是指频率在几兆赫兹到几十兆赫兹之间的晶振器。
中频晶振主要用于无线通信设备中,比如手机、无线路由器等。
在这些设备中,中频晶振可以提供稳定的时钟信号,确保设备之间的通信正常进行。
3. 高频晶振:高频晶振是指频率在几十兆赫兹到几千兆赫兹之间的晶振器。
高频晶振主要用于高速数字信号处理、射频通信等领域。
在这些领域中,高频晶振能够提供高精度的时钟信号,确保设备的运行速度和信号质量。
4. 超高频晶振:超高频晶振是指频率在几千兆赫兹以上的晶振器。
超高频晶振主要用于雷达、卫星通信等领域。
在这些领域中,超高频晶振能够提供非常高的时钟频率,实现高精度的信号处理和通信。
除了以上几种分类,晶振频率还可以按照具体的频率数值进行划分。
常见的晶振频率有4MHz、8MHz、16MHz等。
不同的频率适用于不同的应用场景,选择适合的晶振频率能够提高设备的性能和稳定性。
总结起来,晶振频率是电子设备中的一个重要参数,不同的频率适用于不同的应用场景。
无论是低频晶振还是超高频晶振,都能够为设备提供稳定的时钟信号,确保设备的正常运行。
在选择晶振频率时,需要根据具体的应用需求和设备性能要求进行合理的选择。
晶振测试标准
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。
3225石英晶体振荡器的阻抗范围
3225石英晶体振荡器的阻抗范围摘要:一、石英晶体振荡器简介二、石英晶体振荡器的阻抗范围三、石英晶体振荡器阻抗的影响因素四、石英晶体振荡器的应用正文:石英晶体振荡器是一种电子元件,利用石英晶体的压电效应产生稳定的振荡信号。
在众多应用中,石英晶体振荡器广泛应用于通信、计算机、家电等领域。
本文将详细介绍石英晶体振荡器的阻抗范围及其影响因素。
石英晶体振荡器的阻抗范围在100 欧姆至10000 欧姆之间。
阻抗是石英晶体振荡器的一个重要参数,它反映了石英晶体振荡器在电路中的匹配程度。
合适的阻抗范围可以保证石英晶体振荡器在电路中发挥稳定的性能。
石英晶体振荡器阻抗的影响因素主要有以下几点:1.石英晶体振荡器的材料和结构:石英晶体振荡器的材料和结构对其阻抗有直接影响。
例如,石英晶体的厚度、电极的尺寸和形状等因素都会影响石英晶体振荡器的阻抗。
2.工作频率:石英晶体振荡器的工作频率也会影响其阻抗。
通常情况下,频率越高,阻抗越小。
3.温度:石英晶体振荡器的阻抗随温度的变化而变化。
在一定温度范围内,随着温度的升高,石英晶体振荡器的阻抗会减小。
4.负载电容:石英晶体振荡器在电路中运行时,其负载电容对阻抗也有影响。
负载电容越大,阻抗越小;负载电容越小,阻抗越大。
石英晶体振荡器具有稳定性高、频率精度高、抗干扰能力强等优点,使其在通信、计算机、家电等领域得到广泛应用。
例如,在通信领域,石英晶体振荡器可以作为本地振荡器,为信号传输提供稳定的频率参考;在家电领域,石英晶体振荡器可以用于计时、控制等功能。
总之,石英晶体振荡器的阻抗范围对其性能和应用具有重要意义。
晶振设计指南
前言很多设计者都知道晶体振荡器都是基于皮尔斯振荡器,但不是所有人都知道具体是如何工作的,只有一部分人能掌握具体如何设计。
在实践中,对振荡器设计的关注有限,直到发现它不能正常运行(通常是在最终产品已经在生产时),这会导致项目延迟。
振荡器必须在设计阶段,即在转向制造之前,得到适当的关注,以避免产品在应用中失败的噩梦场景。
1、石英晶体的特性及模型石英晶体可以将电能转化为机械能的东西,也可以将机械能转化为电能。
这种转化主要发生在谐振频率上。
石英晶体的等效模型可以用Figure1来表示:C0并联电容:两个电极间形成的电容。
Lm 动态等效电感:代表机型振动的惯性。
Cm 动态等效电容:代表晶振的弹性。
Rm 动态等效电阻:代表电路的损耗。
晶振的阻抗表达式如下(假设Rm 可以忽略不记):下图Figure 2说明了晶振的阻抗与频率的关系晶振设计指南其中Fs是当Z=0时的串联谐振频率,其表达式如下:Fa是当电抗Z趋于无穷大时的并联谐振频率,假如Fs为已知量,那么其表达式如下:fs和fa之间的区域(图2中的阴影区域)是并联谐振的区域。
在这一区域晶振工作在并联谐振状态,并且在此区域晶振呈电感特性,从而带来了相当于180 °的相移。
具体谐振频率FP(可理解为晶振实际工作的频率)表达式如下:根据这个方程,可以通过改变负载电容CL来调整晶体的振荡频率。
这就是为什么,在晶体规格书中,晶体制造商指出了使晶体在标称频率下振荡所需的确切CL。
下面Table2给出了一个8Mhz标称频率的等效晶体电路元件值的示例:使用前面的3个公式,可以计算出Fs和Fa:Fs=7988768HzFa=8008102Hz如果负载电容CL=10pF,则其振荡频率为:FP = 7995695Hz。
要使其达到准确的标称振荡频率8MHz,CL应该为4.02pF。
2、振荡器的原理振荡器由一个放大器和反馈网络组成,反馈网络起到频率选择的作用。
Figure 3通过一个框图来说明振荡器的基本原理。
如何选择晶振以及晶振电容
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
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。
振荡器参数
振荡器参数振荡器参数是用来反映振荡器性能的重要参数,其指标可以反映出振荡器的质量,并直接影响振荡器的效率、精度和稳定性。
本文将介绍振荡器参数的种类及其影响,以及如何正确选择振荡器参数。
一、振荡器参数的种类振荡器的参数有很多种,但最常见的是频率、衰减、电容量、负载、电阻、振幅等等。
(1)频率参数:振荡器的频率参数是指振荡器的频率,是振荡器最重要的参数,它直接影响振荡器的性能,如精度、稳定性、效率等。
(2)衰减参数:衰减参数是指振荡器在频率附近振荡过程中,每次振荡幅度变化的大小。
它与振荡器的精度和稳定性相关,当衰减参数越小,振荡器精度越高,振荡器稳定性越好。
(3)电容量参数:电容量参数是指振荡器的电容量,它直接影响振荡器的谐振频率。
当电容量变化时,振荡频率也会变化,从而影响振荡器的精度和稳定性。
(4)负载参数:负载参数是指负载与振荡器之间的耦合系数,这种耦合系数会影响振荡器的性能,如精度、稳定性、效率等。
(5)电阻参数:电阻参数是指振荡器的电阻,它影响振荡器的输出电流。
电阻越低,输出的电流越大,影响振荡器的精度和稳定性。
(6)振幅参数:振幅参数是指振荡器的振幅,也就是每次振荡的幅度。
振幅越大,振荡器的精度就越高。
二、振荡器参数影响振荡器的参数直接影响振荡器的性能,如精度、稳定性、效率等。
因此,在选择振荡器参数时,应根据不同情况和要求选择最合适的参数,以便获得最佳的性能。
1.频率参数:频率参数是指振荡器的频率,是振荡器的关键参数。
正确的频率参数可以产生良好的效率,准确的精度和良好的稳定性。
因此,在选择振荡器时,应注意其频率参数的选择,以便在条件允许的情况下获得最佳的性能。
2.衰减参数:衰减参数是指振荡器在频率附近振荡过程中,每次振荡幅度变化的大小。
衰减参数越小,振荡器精度越高,振荡器稳定性越好。
因此,在选择振荡器参数时,应尽量选择小衰减参数,以便满足较高精度和稳定性的要求。
3.电容量参数:电容量参数是指振荡器的电容量,直接影响振荡器的谐振频率。
晶振概念及选择
晶振全称为晶体振荡器,其作用在于产生原始的时钟频率,这个频率晶振经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率。
以声卡为例,要实现对模拟信号44.1kHz或48kHz的采样,频率发生器就必须提供一个44.1kHz或48kHz的时钟频率。
如果需要对这两种音频同时支持的话,声卡就需要有两颗晶振。
但是娱乐级声卡为了降低成本,通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz,但是SRC会对音质带来损害,而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题。
晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。
这种晶体有一个很重要的特性,如果给它通电,它就会产生机械振荡,反之,如果给它机械力,它又会产生电,这种特性叫机电效应。
他们有一个很重要的特点,其振荡频率与他们的形状,材料,切割方向等密切相关。
由于石英晶体化学性能非常稳定,热膨胀系数非常小,其振荡频率也非常稳定,由于控制几何尺寸可以做到很精密,因此,其谐振频率也很准确。
根据石英晶体的机电效应,我们可以把它等效为一个电磁振荡回路,即谐振回路。
他们的机电效应是机-电-机-电..的不断转换,由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。
在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。
由于石英晶体的损耗非常小,即Q 值非常高,做振荡器用时,可以产生非常稳定的振荡,作滤波器用,可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。
参数:网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振,较高的频率为并联谐振。
由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等把它们称为计时器(timer)可能更恰当一点。
计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体,石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡,这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。
有两个寄存器与每个石英晶体相关联,一个计数器(counter)和一个保持寄存器(holdingregister)。
振荡器的使用方法及注意事项
振荡器的使用方法及注意事项振荡器是一种能够产生不断变化的电信号或者电波的设备。
它在无线通信、电子仪器、科学实验等领域中被广泛使用。
在使用振荡器时,需要注意一些事项,以确保其正常工作和安全性。
下面将详细介绍振荡器的使用方法和注意事项。
一、振荡器的使用方法:1.选择合适的振荡器类型:根据具体的应用需求,选择合适的振荡器类型。
常见的振荡器类型包括晶体振荡器、RC振荡器、LC振荡器、压控振荡器等。
不同类型的振荡器具有不同的特点和应用范围,需要根据具体情况进行选择。
2.连接电源:将振荡器连接到适当的电源上。
振荡器通常需要直流电源供应,因此需要使用适配器或者直流电池来提供电源。
3.连接外部电路:根据具体的应用需求,将振荡器连接到外部电路中。
外部电路可以包括功率放大器、滤波器、调制器等设备,以实现所需的信号处理功能。
4.调节频率和幅度:根据具体要求,调节振荡器的频率和幅度。
不同的振荡器有不同的调节方式,可以通过旋钮、开关、电位器等来进行调节。
5.监测输出信号:使用示波器或者频谱分析仪等设备,监测振荡器的输出信号。
通过观察输出信号的波形和频谱特性,可以判断振荡器是否正常工作,以及是否满足应用需求。
二、振荡器的注意事项:1.电源电压:振荡器的电源电压需要与设备的额定电压相匹配。
过高或者过低的电源电压都会导致振荡器无法正常工作或者损坏。
2.环境温度:振荡器的工作环境温度需要在规定范围内。
过高的温度会导致振荡器的性能下降或者故障,而过低的温度可能会影响振荡器的稳定性。
3.防静电保护:在使用振荡器时,需要注意防静电保护。
静电会对振荡器的元器件产生损害,因此在操作过程中应尽量避免静电产生,或者采取相应的防护措施。
4.调节幅度:在调节振荡器的幅度时,需要注意幅度的大小。
过高的幅度可能会对振荡器的元器件产生过大的电压或电流,导致元器件的损坏。
5.避免干扰:振荡器可能会对周围的设备产生干扰,因此需要注意与其他设备的距离。
尽量将振荡器放置在远离其他设备的位置,以避免干扰。
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教你选择合适的晶体振荡器
给大家介绍一些足以表现出一个晶体振荡器性能高低的技术指标,了解这些指标的含义,将有助于通讯设计工程师顺利完成设计项目,同时提高电路的质量。
总频差:在规定的时间内,由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大频差。
说明:总频差包括频率温度稳定度、频率温度准确度、频率老化率、频率电源电压稳定度和频率负载稳定度共同造成的最大频差。
一般只在对短期频率稳定度关心,而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。
例如:精密制导雷达。
频率温度稳定度:在标称电源和负载下,工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。
fT=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)
fTref =±MAX[|(fmax-fref)/fref|,|(fmin-fref)/fref|]
fT:频率温度稳定度(不带隐含基准温度)
fTref:频率温度稳定度(带隐含基准温度)
fmax :规定温度范围内测得的最高频率
fmin:规定温度范围内测得的最低频率
fref:规定基准温度测得的频率
说明:采用fTref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用fT指标的晶体振荡器,故fTref指标的晶体振荡器售价较高。
频率稳定预热时间:以晶体振荡器稳定输出频率为基准,从加电到输出频率小于规定频率允差所需要的时间。
说明:在多数应用中,晶体振荡器是长期加电的,然而在某些应用中晶体振荡器需要频繁的开机和关机,这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到(尤其是对于在苛刻环境中使用的军用通讯电台,当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm(-45℃~85℃),采用OCXO作为本振,频率稳定预热时间将不少于5分钟,而采用DTCXO只需要十几秒钟)。
频率老化率:在恒定的环境条件下测量振荡器频率时,振荡器频率和时间之间的关系。
这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的,可用规定时限后的最大变化率(如±10ppb/天,加电72小时后),或规定的时限内最大的总频率变化(如:±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))来表示。
说明:TCXO的频率老化率为:±0.2ppm~±2ppm(第一年)和±1ppm~±5ppm(十年)(除特殊情况,TCXO很少采用每天频率老化率的指标,因为即使在实验室的条件下,温度变化引起的频率变化也将大大超过温度补偿晶体振荡器每天的频率老化,因此这个指标失去了实际的意义)。
OCXO的频率老化率为:±0.5ppb~±10ppb/天(加电72小时后),±30ppb~±2ppm(第一年),±0.3ppm~±3ppm(十年)。
频率压控范围:将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压,晶体振荡器频率的最小峰值改变量。
说明:基准电压为+2.5V,规定终点电压为+0.5V和+4.5V,压控晶体振荡器在+0.5V 频率控制电压时频率改变量为-110ppm,在+4.5V频率控制电压时频率改变量为+130ppm,则VCXO电压控制频率压控范围表示为:≥±100ppm(2.5V±2V)。
压控频率响应范围:当调制频率变化时,峰值频偏与调制频率之间的关系。
通常用规定的调制频率比规定的调制基准频率低若干dB表示。
说明:VCXO频率压控范围频率响应为0~10kHz。
频率压控线性:与理想(直线)函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度,它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。
说明:典型的VCXO频率压控线性为:≤±10%,≤±20%。
简单的VCXO频率压控线性计算方法为(当频率压控极性为正极性时):
频率压控线性=±((fmax-fmin)/ f0)×100%
fmax:VCXO在最大压控电压时的输出频率
fmin:VCXO在最小压控电压时的输出频率
f0:压控中心电压频率
单边带相位噪声£(f):偏离载波f处,一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比。