那些被晶振傻傻忽悠的曾经

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有关晶振的知识详解

有关晶振的知识详解

晶振的工作原理是什么? [标签:电子资料]石英晶体若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应,晶振就是根据压电效应研制而成。

如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。

在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似。

它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。

提问者:bangbanghoutai浏览次数:1539 提问时间:2007-12-08 15:55姓名:帮帮笔名:bangbanghoutai等级:副连长 (三级)回答数: 6395 次通过率: 43.47%主营行业:精细化学品公司:擅长领域:阿里旺旺雅虎实战案例答案收藏答案收藏答案分享给好友最新回答者:woyige等级:列兵 (一级)回答的其他贡献者:woyige>>目录∙1、石英晶体振荡器的结构∙2、压电效应∙3、符号和等效电路∙4、谐振频率∙5、石英晶体振荡器类型特点∙6、石英晶体振荡器的主要参数∙7、石英晶体振荡器的发展趋势∙8、石英晶体振荡器的应用1、石英晶体振荡器的结构编辑本段石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成的一种谐振器件,它的基本构成大致是:从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片(简称为晶片,它可以是正方形、矩形或圆形等),在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。

其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

下图是一种金属外壳封装的石英晶体结构示意图。

2、压电效应编辑本段若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。

反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。

晶振的工作原理

晶振的工作原理

晶振的工作原理
晶振(Oscillator)是一种用来生成稳定的时钟信号的电子元件。

其工作原理主要基于谐振现象。

晶振通常由晶体和驱动电路组成。

晶体是晶振的核心部件,一般使用石英晶体。

晶振驱动电路提供激励信号,激励晶体产生振荡。

该电路一般由几个主要组成部分组成:放大电路、反馈电路和调谐电路。

具体工作原理如下:
1. 激励信号:由驱动电路通过提供适当的激励信号来引发晶体振荡。

这个激励信号可以是电压脉冲、电流脉冲或连续信号,其频率通常在晶体的共振频率附近。

2. 晶体共振:晶体共振是指在特定频率下,晶体的振荡达到最大幅度的状态。

晶体的共振频率是由晶体的物理特性决定的,例如晶体的尺寸、形状和材料等。

晶振的频率通常设计为晶体的共振频率。

3. 反馈电路:晶体振荡产生的信号经过放大电路被反馈到晶体上,使晶体持续振荡。

放大电路可以将晶体输出的微弱信号放大到足够的幅度,以供后续电路使用。

4. 调谐电路:调谐电路用来微调晶振的频率,以使其与所需的时钟频率完全匹配。

调谐电路通常由电容和电感等元件组成,通过改变这些元件的数值,可以微调晶振的频率。

通过以上过程,晶振能够产生一个稳定、精确的时钟信号,用于驱动各种电子设备的工作。

这些设备需要准确的时钟信号来同步各个部件的操作。

晶振的工作原理

晶振的工作原理

晶振的工作道理:晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端收集,电工学上这个收集有两个谐振点,以频率的高下分个中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振.因为晶体自身的特征致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率规模内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两头并联上适合的电容它就会构成并联谐振电路.这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,因为晶振等效为电感的频率规模很窄,所以即使其他元件的参数变更很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变更.晶振的参数: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.晶振的运用:一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(留意是放大器不是反相器)的两头接入晶振,再有两个电容分离接到晶振的两头,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当等于负载电容,请留意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不克不及疏忽.一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ,假如再斟酌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. 晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型.无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不合,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器).无源晶振须要借助于时钟电路才干产生振荡旌旗灯号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法其实不精确;有源晶振是一个完全的谐振振荡器.晶振的种类:谐振振荡器包含石英(或其晶体材料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等.晶振与谐振振荡器有其配合的交集有源晶体谐振振荡器.石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产活力械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在响应的偏向上产生电场,这种现象称为压电效应.如在极板间所加的是交变电压,就会产活力械变形振动,同机会械变形振动又会产生交变电场.一般来说,这种机械振动的振幅是比较小的,其振动频率则是很稳固的.但当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(决议于晶片的尺寸)相等时,机械振动的幅度将急剧增长,这种现象称为压电谐振,是以石英晶体又称为石英晶体谐振器. 其特色是频率稳固度很高.晶振的万用表测试办法:小技能:没有示波器情形下若何测量晶振是否起振?可以用万用表测量晶振两个引脚电压是否是芯片工作电压的一半,比方工作电压是5V则测出的是否是2.5V阁下.别的假如用镊子碰晶体别的一个脚,这个电压有显著变更,证实是起振了的.小窍门:就是弄一节1.5V的电池接在晶振的两头把晶振放到耳边细心的听,当听到哒哒的声音那就解释它起振了,就是好的嘛!把万用表拨在R×10K挡,测量石英晶体两引脚间的电阻值应为无限大.假如测量出的电阻值不是无限大甚至接近于零,则解释被测晶体漏电或击穿.这种办法只能测晶体是否漏电,假如晶体内部消失断路,电阻法就力所不及了,此时必须采取下面介绍的办法2 .克己测试器按图所示电路,焊接一个简略单纯石英晶体测试器,就可以精确地测试出晶体的利害.图中XS1.XS2两个测试插口可用小七脚或小九脚电子管管座中拆下来的插口.LED发光管选择高亮度的较好.检测石英晶体时,把石英晶体的两个管脚拔出到XS1和XS2两个插口中,按下开关SB,假如石英晶体是好的则由三极管VT1.C1.C2等元器件构成的震动电路产生震动,震动旌旗灯号经C3耦合至VD2检波,检波后的直流旌旗灯号电压使VT2导通,于是接在VT2集电极回路中的LED发光,指导被测石英晶体是好的,假如LED不亮,则解释被测石英晶体是坏的.本测试器测试石英晶体的频率很宽,但最佳工作频率为几百千赫至几十兆赫.一个简略单纯石英晶体测试器晶振的稳固性指标总频差:在划定的时光内,因为划定的工作和非工作参数全体组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大误差.解释:总频差包含频率温度稳固度.频率老化率造成的误差.频率电压特征和频率负载特征等配合造成的最大频差.一般只在对短期频率稳固度关怀,而对其他频率稳固度指标不严厉请求的场合采取.例如:周详制导雷达.频率稳固度:任何晶振,频率不稳固是绝对的,程度不合罢了.一个晶振的输出频率随时光变更的曲线如图2.图中表示出频率不稳固的三种身分:老化.飘移和短稳.图2 晶振输出频率随时光变更的示意图曲线1是用0.1秒测量一次的情形,表示了晶振的短稳;曲线3是用100秒测量一次的情形,表示了晶振的漂移;曲线4 是用1天一次测量的情形.表示了晶振的老化.频率温度稳固度:在标称电源和负载下,工作在划定温度规模内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大许可频偏.ft=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)ftref =±MAX[|(fmax-fref)/fref|,|(fmin-fref)/fref|] ft:频率温度稳固度(不带隐含基准温度)ftref:频率温度稳固度(带隐含基准温度)fmax :划定温度规模内测得的最高频率fmin:划定温度规模内测得的最低频率fref:划定基准温度测得的频率解释:采取ftref指标的晶体振荡器其临盆难度要高于采取ft指标的晶体振荡器,故ftref指标的晶体振荡器售价较高.开机特征(频率稳固预热时光):指开机后一段时光(如5分钟)的频率到开机后另一段时光(如1小时)的频率的变更率.暗示了晶振达到稳固的速度.这指标对经常开关的仪器如频率计等很有效.解释:在多半运用中,晶体振荡器是长期加电的,然而在某些运用中晶体振荡器须要频仍的开机和关机,这时频率稳固预热时光指标须要被斟酌到(尤其是对于在刻薄情形中运用的军用通信电台,当请求频率温度稳固度≤±0.3ppm(-45℃~85℃),采取OCXO作为本振,频率稳固预热时光将许多于5分钟,而采取MCXO只须要十几秒钟).频率老化率:在恒定的情形前提下测量振荡器频率时,振荡器频率和时光之间的关系.这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的迟缓变更造成的,是以,其频率偏移的速度叫老化率,可用规准时限后的最大变更率(如±10ppb/天,加电72小时后),或划定的时限内最大的总频率变更(如:±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))来暗示.晶体老化是因为在临盆晶体的时刻消失应力.污染物.残留气体.构造工艺缺点等问题.应力要经由一段时光的变更才干稳固,一种叫“应力抵偿”的晶体切割办法(SC切割法)使晶体有较好的特征.污染物和残留气体的分子会沉积在晶体片上或使晶体电极氧化,振荡频率越高,所用的晶体片就越薄,这种影响就越厉害.这种影响要经由一段较长的时光才干逐渐稳固,并且这种稳固跟着温度或工作状况的变更会有重复——使污染物在晶体概况再度分散或疏散.是以,频率低的晶振比频率高的晶振.工作时光长的晶振比工作时光短的晶振.持续工作的晶振比断续工作的晶振的老化率要好.解释:TCXO的频率老化率为:±0.2ppm~±2ppm(第一年)和±1ppm~±5ppm(十年)(除特别情形,TCXO很少采取天天频率老化率的指标,因为即使在试验室的前提下,温度变更引起的频率变更也将大大超出温度抵偿晶体振荡器天天的频率老化,是以这个指标掉去了现实的意义). 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).短稳:短期稳固度,不雅察的时光为1毫秒.10毫秒.100毫秒.1秒.10秒.晶振的输出频率受到内部电路的影响(晶体的Q值.元器件的噪音.电路的稳固性.工作状况等)而产生频谱很宽的不稳固.测量连续串的频率值后,用阿伦方程盘算.相位噪音也同样可以反应短稳的情形(要有专用仪器测量).重现性:界说:晶振经长时光工作稳固后关机,停机一段时光t1(如24小时),开机一段时光t2(如4小时),测得频率f1,再停机统一段时光t1,再开机统一段时光t2,测得频率f2.重现性=(f2-f1)/f2.频率压控规模:将频率掌握电压从基准电压调到划定的终点电压,晶体振荡器频率的最小峰值转变量.解释:基准电压为+2.5V,划定终点电压为+0.5V和+4.5V,压控晶体振荡器在+0.5V频率掌握电压时频率转变量为-2ppm,在+4.5V频率掌握电压时频率转变量为+2.1ppm,则VCXO电压掌握频率压控规模暗示为:≥±2ppm(2.5V±2V),斜率为正,线性为+2.4%.压控频率响应规模:当调制频率变更时,峰值频偏与调制频率之间的关系.通经常运用划定的调制频率比划定的调制基准频率低若干dB暗示.解释:VCXO频率压控规模频率响应为0~10kHz.频率压控线性:与幻想(直线)函数比拟的输出频率-输入掌握电压传输特征的一种量度,它以百分数暗示全部规模频偏的可许可非线性度.解释:典范的VCXO频率压控线性为:≤±10%,≤±20%.简略的VCXO 频率压控线性盘算办法为(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:压控中间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.输出波形:从大类来说,输出波形可以分为方波和正弦波两类.方波重要用于数字通信体系时钟上,对方波重要有输出电平.占空比.上升/降低时光.驱动才能等几个指标请求.跟着科学技巧的缓慢成长,通信.雷达和高速数传等相似体系中,须要高质量的旌旗灯号源作为日趋庞杂的基带信息的载波.因为一个带有寄生调幅及调相的载波旌旗灯号(不清洁的旌旗灯号)被载有信息的基带旌旗灯号调制后,这些幻想状况下不该消失的频谱成份(载波中的寄生调制)会导致所传输的旌旗灯号质量及数传误码率显著变坏.所以作为所传输旌旗灯号的载体,载波旌旗灯号的清洁程度(频谱纯度)对通信质量有着直接的影响.对于正弦波,平日须要供给例如谐波.噪声和输出功率等指标.晶振的运用:图3为红外线发射出电路.图4为晶振式发射机电路.电路中J.VD1.L1.C3~C5.V1构成晶体振荡电路.因为石英晶体J的频率稳固性好,受温度影响也较小,所以普遍用于无绳德律风及AV调制器中.V1是29~36MHz晶体振荡三极管,发射极输出含有丰硕的谐波成分,经V2放大后,在集电极由C7.L2构成谐振于88~108MHz的收集选出3倍频旌旗灯号(即87~108MHz的旌旗灯号最强),再经V3放大,L3.C9选频后得到较幻想的调一再段旌旗灯号.频率调制的进程是如许的,音频电压的变更引起VD1极间电容的变更,因为VD1与晶体J串联,晶体的振荡频率也产生渺小的变更,经三倍频后,频偏是29~36MHz晶体频偏的3倍.现实运用时,为获得适合的调轨制,可选择调制频偏较大的石英晶体或陶瓷振子,也可以采取电路稍庞杂的6~12倍频电路.若输入的音频旌旗灯号较弱,可加上一级电压放大电路.图5是晶振在时基振荡电路555的运用.晶振在门电路中晶振两种经常运用的接法:1.这种接法的长处就是起振轻易,顺应频率规模比较宽.具体频率规模本身不记得了.2.这种接法的长处接法简略,缺点是不那么轻易起振,C1,C2要适合.。

晶体振荡原理

晶体振荡原理

石英晶体、晶振介绍文摘2010-10-25 23:36:39 阅读50 评论0 字号:大中小订阅石英晶体振荡器是高精度和高稳定度的振荡器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器、手机等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。

可以说只要需要稳定时钟的地方,就必需要有晶体振荡器。

一:认识晶体、晶振常见晶体振荡器有两类,一类是无源晶体,也叫无源晶振,另一类是有源晶振,也叫钟振。

无源晶体外形如下图:(HC-49S 插脚)(HC-49S/SMD 贴片)无源晶体以以上两种封装的晶体最为常用,广泛应用于普通设备上,尤其是嵌入式设备,若对体积大小有要求,可以选择更小的贴片封装,如下图:(XG5032 贴片)(XS3225 贴片1,3脚有效,2,4脚为空脚)当前消费类电子如手机,MP4,笔记本等,XS3225封装最为常用。

具体关于晶体的封装及参数信息,请参考国内最大的高端晶体晶振厂家:浙江省东晶电子股份有限公司网站提供的信息:/product.aspx/23无源晶体说穿了就是封装了一下晶体,在晶体两面镀上电极引出两根线即可,那么有源晶振就是在无源晶体的基础上加了一个晶体振荡电路,,比如采用一个74HC04或者54HC04之类的非门与晶体勾通三点式电容振荡电路,所以它具有电源,地,时钟输出三个脚,有些还会增加一个脚,就是晶振工作控制脚,当不需要工作的时候,可以关掉晶振降低功耗。

如下图:(OS3225 与XS3225外形一样,只是脚位定义不同1:EN控制脚,2:GND地,3:OUT信号输出,4:VCC电源,一般为3.3V 或者5V)。

晶振内部振荡电路等效图如下:非门5404的输出脚2就是信号输出脚。

二:晶体振荡电路原理分析(本篇由东晶电子网上独家代理创易电子提供技术文档)我们以最常见得MCU振荡电路为例,参考电路如下:很多人做MCU51单片机得时候,不明白晶体两边为什么要加两个电容,大小一般在15pF~33pF之间,有些特殊的,还需要在晶体上并联一个大电阻,一般老师的解释是提高晶体振荡电路的稳定性,有助于起振,而对于其根本原理没有解释。

晶体、晶振,别再傻傻分不清楚了

晶体、晶振,别再傻傻分不清楚了

晶体、晶振,别再傻傻分不清楚了晶体和晶振的区别这个问题,困扰着大部分刚参加工作的硬件工程师。

名字不一样晶体,就是晶体,Crystal。

简写为XTAL晶振,是晶体振荡器,Crystal Oscillator。

简写为XO一个没供电,一个有供电晶体自己振不起来,需要加外部电路才能输出时钟信号(需要用晶体的芯片内部都有振荡电路)晶振只要通电就能振荡,并输出时钟信号。

其内部自带振荡电路。

有时候晶体被叫做无源晶体,晶振被叫做有源晶体。

虽然这个说法不够准确,但也足够形象的体现出晶体和晶振的差别:晶体不需要供电,晶振需要供电。

一个双端输出,一个单端输出硬件电路设计上的区别:晶体没有供电,但有输入和输出两个脚。

晶振有供电,只有一个输出。

一个没方向,一个有方向晶体没有方向,正着反着都能焊都能用。

晶振有方向,因为只有一个输出脚,焊反了就输出不到芯片了。

虽然在使用晶体的芯片上会标注XTAL_IN和XTAL_OUT,但只是针对芯片内部起振电路而标的,和外部的晶体没关系。

晶体本身就是个薄片片,正着反着的压电效应都一样。

使用晶振的芯片上一般会标注XTAL_IN或者只标XTALCLOCK之类的标识,只有一个脚。

总之把晶振的输出脚接上去就好了。

两个脚的一定是晶体,4个脚的两者都有可能晶体,只需要一个薄片状的水晶片就可以振荡起来。

所以一个水晶片的两个脚,就是晶体的最少的引脚。

小尺寸的带2个地脚,用于把晶体的外壳接地屏蔽。

晶振,至少需要电源、地、时钟输出,至少要三个脚。

再来一个压控脚,就是4个脚了。

看下面几张电路图,就能明显的看出来差别了。

双频WIFI模块使用的37.4MHz晶体,外置负载电容。

(有些芯片把负载电容内置了,就不需要加外面的了)(不同的晶体对负载电容的要求不同!)骁龙625平台使用的也是晶体,虽然手机平台使用温补晶振(TCXO)会更好一些,但是高通还是特立独行的使用了带有温度反馈的晶体,结合内部的振荡电路和算法,自己搭了一个温补晶振。

晶振的原理及特性

晶振的原理及特性

我们常说的晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,是用电消耗很小的石英晶体经精细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征,假如给他通电,他就会产活力械振荡,反之,假如给他机械力,他又会产生电,这种特征叫机电效应。

他们有一个很重要的特色,其振荡频次与他们的形状,资料,切割方向等亲密有关。

因为石英晶体化学性能特别稳固,热膨胀系数特别小,其振荡频次也特别稳固,因为控制几何尺寸能够做到很精细,所以,其谐振频次也很正确。

依据石英晶体的机电效应,我们能够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....的不停变换,由电感和电容构成的谐振回路是电场-磁场的不停变换。

在电路中的应用其实是把它看作一个高Q值的电磁谐振回路。

因为石英晶体的消耗特别小,即Q值特别高,做振荡器用时,能够产生特别稳固的振荡,作滤波器用,能够获取特别稳固和陡削的带通或带阻曲线。

无源晶体与有源晶振的差别、应用范围及用法:1、无源晶体——无源晶体需要用DSP片内的振荡器,在datasheet上有建议的连结方法。

无源晶体没有电压的问题,信号电平是可变的,也就是说是依据起振电路来决定的,相同的晶体能够合用于多种电压,可用于多种不一样时钟信号电压要求的DSP,并且价钱往常也较低,所以关于一般的应用假如条件同意建议用晶体,这特别适合于产品线丰富批量大的生产者。

无源晶体有关于晶振而言其缺点是信号质量较差,往常需要精准般配外头电路(用于信号般配的电容、电感、电阻等),改换不一样频次的晶体时周边配置电路需要做相应的调整。

建议采纳精度较高的石英晶体,尽可能不要采纳精度低的陶瓷警惕。

2、有源晶振——有源晶振不需要DSP的内部振荡器,信号质量好,比较稳固,并且连结方式相对简单(主假如做好电源滤波,往常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可),不需要复杂的配置电路。

有源晶振往常的用法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。

晶振的工作原理

晶振的工作原理

晶振的工作原理:晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。

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,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。

晶振的参数: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。

晶振的应用: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。

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。

无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振是一个完整的谐振振荡器。

晶振的种类:谐振振荡器包括石英(或其晶体材料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等。

晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。

石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的方向上产生电场,这种现象称为压电效应。

晶振系列讲座之一:晶振的作用与原理

晶振系列讲座之一:晶振的作用与原理

电子元件晶振系列讲座之一:晶振的作用及原理随着计算机的发展,数字电路得到越来越广泛的应用。

晶振作为数字电路中常用的时钟元件,得到越来越广泛的应用。

晶振的全称是叫晶体震荡器,在数字系统里晶振的作用非常大,它和主板电路相配合产生单片机数字电路运行所需的最基础的时钟震荡频率,数字电路的运行都是建立在这个时钟频率基础上的,晶振所提供的时钟频率一定要跟单片机,数字电路所推荐的频率相符。

原理:晶体是指其中的原子、分子、或离子以规则、重复的模式朝各个方向延伸的一种固体。

晶体与几乎所有的弹性物质都具有自然共振频率,透过适当的传感器可加以利用。

例如钢铁具有良好弹性、音速快,在石英晶体大量应用以前,钢铁被用作机械式滤波器。

共振频率取决于晶体的尺寸、形状、弹性、与物质内的音速。

高频用的晶体通常是切成简单的形状,如方形片状。

典型的低频用晶体则常切成音叉形,例如手表用的那种。

如不需要太高的精确度,则也可以使用陶瓷谐振器取代石英晶体谐振器。

运用石英晶体上的电极对一颗被适当切割并安置的石英晶体施以电场时,晶体会产生变形。

这就是压电效应。

压电效应示意图当外加电场移除时,石英晶体会恢复原状并发出电场,因而在电极上产生电压。

这样的特性造成石英晶体在电路中的行为,类似于某种电感器、电容器、与电阻器所组合成的RLC电路。

组合中的电感电容谐振频率则反映了石英晶体的实体共振频率。

石英晶体的优点是在温度变化时,影响震荡频率的弹性系数与尺寸变化轻微,因而在频率特性上表现稳定。

共振的特性还取决于振动模式与石英的切割角度(相对于晶轴而言),目前常用的是AT 切割,它的振荡是厚度剪切(thickness shear)振荡模式。

此外,在需要高精密度与稳定性的严格场合,石英晶体会放置于恒温箱与吸振容器内,以防止外部温度与震动的干扰。

利用石英晶体的这种特性,通过技术的不断改进,开发出具有固定频率输出的元器件—半导体石英晶体振荡器。

下一节,我们将继续介绍目前晶振的种类和不同封装形式。

晶振的工作原理

晶振的工作原理

之邯郸勺丸创作晶振的工作原理:晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。

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,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变更很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变更。

晶振的参数: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。

晶振的应用: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,这个不克不及忽略。

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。

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称分歧,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。

无源晶振需要借助于时钟电路才干发生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法其实禁绝确;有源晶振是一个完整的谐振振荡器。

晶振的种类:谐振振荡器包含石英(或其晶体资料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等。

晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。

石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体发生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的方向上发生电场,这种现象称为压电效应。

晶振的工作原理

晶振的工作原理

晶振的工作原理:晶振就是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容与一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率就是串联谐振,较高的频率就是并联谐振。

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,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其她元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。

晶振的参数:晶振有一个重要的参数,那就就是负载电容值,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。

晶振的应用:一般的晶振振荡电路都就是在一个反相放大器(注意就是放大器不就是反相器)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就是比较好的选择。

晶体振荡器也分为无源晶振与有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。

无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振就是一个完整的谐振振荡器。

晶振的种类:谐振振荡器包括石英(或其晶体材料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等。

晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。

石英晶片所以能做振荡电路(谐振)就是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的方向上产生电场,这种现象称为压电效应。

晶振的作用与原理 2

晶振的作用与原理 2

晶振的作用与原理每个单片机系统里都有晶振,全程是叫晶体震荡器,在单片机系统里晶振的作用非常大,他结合单片机内部的电路,产生单片机所必须的时钟频率,单片机的一切指令的执行都是建立在这个基础上的,晶振的提供的时钟频率越高,那单片机的运行速度也就越快。

晶振用一种能把电能和机械能相互转化的晶体在共振的状态下工作,以提供稳定,精确的单频振荡。

在通常工作条件下,普通的晶振频率绝对精度可达百万分之五十。

高级的精度更高。

有些晶振还可以由外加电压在一定范围内调整频率,称为压控振荡器(VCO)。

晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。

通常一个系统共用一个晶振,便于各部分保持同步。

有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振,而通过电子调整频率的方法保持同步。

晶振通常与锁相环电路配合使用,以提供系统所需的时钟频率。

如果不同子系统需要不同频率的时钟信号,可以用与同一个晶振相连的不同锁相环来提供。

下面我就具体的介绍一下晶振的作用以及原理,晶振一般采用如图1a的电容三端式(考毕兹) 交流等效振荡电路;实际的晶振交流等效电路如图1b,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如图1c。

其中Co,C1,L1,RR是晶体的等效电路。

分析整个振荡槽路可知,利用Cv来改变频率是有限的:决定振荡频率的整个槽路电容C=Cbe,Cce,Cv三个电容串联后和Co并联再和C1串联。

可以看出:C1越小,Co越大,Cv变化时对整个槽路电容的作用就越小。

因而能“压控”的频率范围也越小。

实际上,由于C1很小(1E-15量级),Co不能忽略(1E-12量级,几PF)。

所以,Cv变大时,降低槽路频率的作用越来越小,Cv变小时,升高槽路频率的作用却越来越大。

这一方面引起压控特性的非线性,压控范围越大,非线性就越厉害;另一方面,分给振荡的反馈电压(Cbe上的电压)却越来越小,最后导致停振。

通过晶振的原理图你应该大致了解了晶振的作用以及工作过程了吧。

晶振电路的工作原理与作用

晶振电路的工作原理与作用

晶振电路的工作原理与作用哎呀,今天咱们聊聊晶振电路吧。

这玩意儿其实挺神奇的,像是一位默默无闻的指挥家,把各种电子设备的节奏都安排得妥妥的。

想象一下,你的手机、电脑,甚至是微波炉,里面都有个小家伙在“咔咔”作响,确保一切按部就班。

没它可不行,整个系统就像失去方向的船,飘来飘去的,根本没法正常工作。

晶振电路的原理其实不复杂,简单来说,它是利用晶体的特性来产生固定频率的信号。

这个晶体就像是乐队里的主唱,声音清晰而稳定。

你看,那些小小的电子元件,它们一旦被供电,就开始振动,产生一种非常精准的频率。

这个频率就像时间的钟摆,滴答滴答,指引着其他电路的工作。

要是没有这个规律,整个电路就会乱成一锅粥,想想就可怕。

再说说它的作用,真是无处不在。

想象一下你在打游戏,屏幕上飞快移动的图像,那背后可都是晶振电路在默默支撑。

它保证了数据传输的速度和准确性。

要是没有它,游戏里的角色就会“卡卡”作响,或者直接停住不动,像个“傻瓜”。

这可不是我在吓唬你,很多人都知道,科技的进步离不开这些看不见的英雄。

还有一件有趣的事情,晶振电路其实也和你我息息相关。

你听过“电子钟”吗?没错,那也是靠晶振来保持时间的准确性。

每次你看时间,不就是在跟晶振电路“打交道”吗?它不但让你知道现在几点,还确保了闹钟能准时叫醒你,不让你迟到。

想象一下,晶振要是罢工,闹钟一响,你醒来一看,哎呀,天都黑了,这可怎么办啊!晶振电路的稳定性是它最让人佩服的地方。

你可能不知道,电路中的其他部分,有时候会受到干扰,像是风吹草动,但晶振却能保持冷静,丝毫不受影响。

就像是一个老练的和尚,在纷乱中保持心境平和。

就算外界的电流波动再大,它也能稳如泰山。

这种稳定性,让它在各种电子设备中都有了不可或缺的地位,真是让人感叹科技的伟大。

说到这里,可能有些朋友会觉得晶振电路似乎离我们很远,但它就像空气一样,无时无刻不在我们身边。

手机、电脑、电视、甚至是电动牙刷,都离不开它的支持。

想想看,每当你打开设备,那种“嗞嗞”作响的声音,就是晶振在告诉你:“嘿,我在这儿,我在运行!”它的存在让我们觉得一切都那么理所但这背后可是有着不小的功劳。

晶振工作原理

晶振工作原理

晶振工作原理
晶振是一种常见的电子元件,广泛应用于各种电子设备中,它的工作原理是怎样的呢?让我们一起来了解一下。

晶振是一种利用晶体的谐振特性来产生稳定频率的元件。

它由晶片和外部电路组成,晶片通常采用石英晶体或陶瓷晶体。

在晶振的外部电路中,一般包括晶片、电容和电阻等元件。

晶振的工作原理可以简单地描述为,当晶片受到外部电压激励时,晶片内的晶体会产生机械振动,这种振动会产生一定的频率。

同时,晶片的两个电极之间会产生电场,这个电场会影响晶片的振动频率。

通过合适的外部电路设计,可以使晶片在特定的频率下工作,从而产生稳定的时钟信号。

晶振的频率稳定性非常高,通常可以达到几个百万分之一,这使得晶振成为各种精密电子设备中不可或缺的元件。

晶振的频率稳定性主要取决于晶片的质量、外部电路的设计和制造工艺等因素。

在实际应用中,晶振通常被用作时钟信号发生器,用于各种数字电子设备中,比如微处理器、微控制器、计算机等。

它的稳定性和精度对整个系统的性能有着重要的影响。

除了时钟信号发生器外,晶振还被广泛应用于各种通信设备中,比如手机、无线路由器、通信基站等。

在这些设备中,晶振不仅用于产生时钟信号,还可以用于产生射频信号,用于调制解调等通信功能。

总的来说,晶振是一种非常重要的电子元件,它的工作原理简单而又精密,应用范围非常广泛。

它的稳定性和精度对各种电子设备的性能有着重要的影响,可以说是现代电子设备中不可或缺的一部分。

晶振

晶振

什么是晶振?晶振作用,晶振原理?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,如果给他通电,他就会产生机械振荡,反之,如果给他机械力,他又会产生电,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。

~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~晶振是石英振荡器的简称,英文名为Crystal,它是时钟电路中最重要的部件,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。

厂家爆料!晶振修复妙招

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 诸多的人都会这样问到,电脑主板上的晶振究竟能起到什幺作用。

一般主板内藏最少2-3个石英晶振,甚至更多。

电脑主板中最不可缺少的为圆柱晶振,初接触晶振这行业的人,很是疑惑,不知道这款晶振是做什幺来用的。

其实圆柱晶振最常规的频点为32.768KHZ,行业中人们通俗称为音叉晶体或表晶。

时钟上用到的石英晶振,32.768K是数字电路板上最常见的了,做时钟客户经常选用的音叉晶振。

 举个例子:笔记本主板上的晶振起什幺作用,是振荡发出的频率吗?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。

 然而电脑主板所用到的石英晶体振荡器又称为有源晶振,根据极性,又可分为无源晶振。

晶振的工作原理

晶振的工作原理

晶振的工作原理:晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串连一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串连谐振,较高的频率是并联谐振。

由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率规模内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

这个并联谐振电路加到一个负反响电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率规模很窄,所以即使其他元件的参数变更很年夜,这个振荡器的频率也不会有很年夜的变更。

欧阳歌谷(2021.02.01)晶振的参数: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,就可以获得晶振标称的谐振频率。

晶振的应用:一般的晶振振荡电路都是在一个反相放年夜器(注意是放年夜器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容辨别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串连的容量值就应该即是负载电容,请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不克不及忽略。

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。

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不合,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。

无源晶振需要借助于时钟电路才干产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法其实禁绝确;有源晶振是一个完整的谐振振荡器。

晶振的种类:谐振振荡器包含石英(或其晶体资料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等。

晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。

石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的标的目的上产生电场,这种现象称为压电效应。

展频晶振原理

展频晶振原理

展频晶振原理
《展频晶振原理,真有趣呀!》
嘿,你知道展频晶振吗?这玩意儿可神奇啦!
我记得有一次,我在电子实验室里捣鼓各种玩意儿。

那天阳光透过窗户洒进来,照得那些电子元件都闪闪发光。

我就看到了一个展频晶振,它小小的,安安静静地待在那里。

我当时就特别好奇,这小东西到底是怎么工作的呢?
原来啊,展频晶振就像是一个精准的小音乐家,它能发出非常稳定的频率。

就好像我们唱歌,它能一直唱在那个准准的调上,不会跑调哦!它通过一些奇妙的物理原理,不断地振动,产生出特定的频率信号。

就像是一个小指挥家,指挥着电子信号们有秩序地前进。

想象一下,这些电子信号就像一群小小的士兵,展频晶振就是那个发号施令的将军,让它们整整齐齐地行动起来。

它能让各种电子设备准确地工作,没有它呀,好多东西都得乱套啦!
哎呀,展频晶振原理虽然有点复杂,但真的很有意思呀!每次想到那个在实验室里安静又神奇的展频晶振,我就忍不住感叹,科技的力量真是强大呀!这就是展频晶振,小小的身体,大大的作用,是不是很神奇呢!。

晶振的工作原理

晶振的工作原理

晶振的工作原理:晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。

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,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。

这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。

晶振的参数: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。

晶振的应用: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,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。

晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。

无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。

无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振是一个完整的谐振振荡器。

晶振的种类:谐振振荡器包括石英(或其晶体材料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等。

晶振与谐振振荡器有其共同的交集有源晶体谐振振荡器。

石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的方向上产生电场,这种现象称为压电效应。

晶振的工作原理

晶振的工作原理

之邯郸勺丸创作晶振的任务原理:晶振是晶体振荡器的简称,在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的凹凸分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振.由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率规模内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路.这个并联谐振电路加到一个负反应电路中就可以组成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率规模很窄,所以即使其他元件的参数变更很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变更.晶振的参数: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.晶振的应用:一般的晶振振荡电路都是在一个反相缩小器(注意是缩小器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容辨别接到晶振的两端,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,这个不克不及忽略.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的电容组成晶振的振荡电路就是比较好的选择. 晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型.无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不合,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器).无源晶振需要借助于时钟电路才干产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法其实禁绝确;有源晶振是一个完整的谐振振荡器.晶振的种类:谐振振荡器包含石英(或其晶体资料)晶体谐振器,陶瓷谐振器,LC谐振器等.晶振与谐振振荡器有其配合的交集有源晶体谐振振荡器.石英晶片所以能做振荡电路(谐振)是基于它的压电效应,从物理学中知道,若在晶片的两个极板间加一电场,会使晶体产生机械变形;反之,若在极板间施加机械力,又会在相应的标的目的上产生电场,这种现象称为压电效应.如在极板间所加的是交变电压,就会产生机械变形振动,同时机械变形振动又会产生交变电场.一般来说,这种机械振动的振幅是比较小的,其振动频率则是很稳定的.但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,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为压电谐振,因此石英晶体又称为石英晶体谐振器. 其特点是频率稳定度很高.晶振的万用表测试办法:小技巧:没有示波器情况下如何丈量晶振是否起振?可以用万用表丈量晶振两个引脚电压是否是芯片任务电压的一半,比方任务电压是5V则测出的是否是2.5V左右.另外如果用镊子碰晶体另外一个脚,这个电压有明显变更,证明是起振了的.小窍门:就是弄一节1.5V的电池接在晶振的两端把晶振放到耳边仔细的听,当听到哒哒的声音那就说明它起振了,就是好的嘛!1.电阻法把万用表拨在R×10K挡,丈量石英晶体两引脚间的电阻值应为无穷大.如果丈量出的电阻值不是无穷大甚至接近于零,则说明被测晶体漏电或击穿.这种办法只能测晶体是否漏电,如果晶体内部出现断路,电阻法就无能为力了,此时必须采取下面介绍的办法2 .自制测试器按图所示电路,焊接一个简易石英晶体测试器,就可以准确地测试出晶体的好坏.图中XS1、XS2两个测试插口可用小七脚或小九脚电子管管座中拆下来的插口.LED发光管选择高亮度的较好.检测石英晶体时,把石英晶体的两个管脚拔出到XS1和XS2两个插口中,按下开关SB,如果石英晶体是好的则由三极管VT1、C1、C2等元器件组成的震荡电路产生震荡,震荡信号经C3耦合至VD2检波,检波后的直流信号电压使VT2导通,于是接在VT2集电极回路中的LED发光,指示被测石英晶体是好的,如果LED不亮,则说明被测石英晶体是坏的.本测试器测试石英晶体的频率很宽,但最佳任务频率为几百千赫至几十兆赫.一个简易石英晶体测试器晶振的稳定性指标总频差:在规定的时间内,由于规定的任务和非任务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偏差.说明:总频差包含频率温度稳定度、频率老化率造成的偏差、频率电压特性和频率负载特性等配合造成的最大频差.一般只在对短期频率稳定度关怀,而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采取.例如:精密制导雷达.频率稳定度:任何晶振,频率不稳定是绝对的,程度不合罢了.一个晶振的输出频率随时间变更的曲线如图2.图中表示出频率不稳定的三种因素:老化、飘移和短稳.图2 晶振输出频率随时间变更的示意图曲线1是用0.1秒丈量一次的情况,表示了晶振的短稳;曲线3是用100秒丈量一次的情况,表示了晶振的漂移;曲线4 是用1天一次丈量的情况.表示了晶振的老化.频率温度稳定度:在标称电源和负载下,任务在规定温度规模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 :规定温度规模内测得的最高频率fmin:规定温度规模内测得的最低频率fref:规定基准温度测得的频率说明:采取ftref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采取ft指标的晶体振荡器,故ftref指标的晶体振荡器售价较高.开机特性(频率稳定预热时间):指开机后一段时间(如5分钟)的频率到开机后另一段时间(如1小时)的频率的变更率.暗示了晶振达到稳定的速度.这指标对经常开关的仪器如频率计等很有用.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℃),采取OCXO作为本振,频率稳定预热时间将很多于5分钟,而采取MCXO只需要十几秒钟).频率老化率:在恒定的环境条件下丈量振荡器频率时,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更造成的,因此,其频率偏移的速率叫老化率,可用规定时限后的最大变更率(如±10ppb/天,加电72小时后),或规定的时限内最大的总频率变更(如:±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))来暗示.晶体老化是因为在生产晶体的时候存在应力、污染物、残留气体、结构工艺缺陷等问题.应力要经过一段时间的变更才干稳定,一种叫“应力抵偿”的晶体切割办法(SC切割法)使晶体有较好的特性.污染物和残留气体的份子会沉积在晶体片上或使晶体电极氧化,振荡频率越高,所用的晶体片就越薄,这种影响就越厉害.这种影响要经过一段较长的时间才干逐渐稳定,并且这种稳定随着温度或任务状态的变更会有频频——使污染物在晶体概略再度集中或分离.因此,频率低的晶振比频率高的晶振、任务时间长的晶振比任务时间短的晶振、连续任务的晶振比断续任务的晶振的老化率要好.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很少采取每天频率老化率的指标,因为即使在实验室的条件下,温度变更引起的频率变更也将大大超出温度抵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).短稳:短期稳定度,不雅察的时间为1毫秒、10毫秒、100毫秒、1秒、10秒.晶振的输出频率受到内部电路的影响(晶体的Q值、元器件的噪音、电路的稳定性、任务状态等)而产生频谱很宽的不稳定.丈量一连串的频率值后,用阿伦方程计算.相位噪音也同样可以反应短稳的情况(要有专用仪器丈量).重现性:定义:晶振经长时间任务稳定后关机,停机一段时间t1(如24小时),开机一段时间t2(如4小时),测得频率f1,再停机同一段时间t1,再开机同一段时间t2,测得频率f2.重现性=(f2-f1)/f2.频率压控规模: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动量.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动量为-2ppm,在+4.5V频率控制电压时频率改动量为+2.1ppm,则VCXO电压控制频率压控规模暗示为:≥±2ppm(2.5V±2V),斜率为正,线性为+2.4%.压控频率响应规模:当调制频率变更时,峰值频偏与调制频率之间的关系.通经常使用规定的调制频率比规定的调制基准频率低若干dB暗示.说明:VCXO频率压控规模频率响应为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,它以百分数暗示整个规模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 频率压控线性计算办法为(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.输出波形:从大类来说,输出波形可以分为方波和正弦波两类.方波主要用于数字通信系统时钟上,对方波主要有输出电平、占空比、上升/下降时间、驱动能力等几个指标要求.随着科学技术的迅猛成长,通信、雷达和高速数传等类似系统中,需要高质量的信号源作为日趋庞杂的基带信息的载波.因为一个带有寄生调幅及调相的载波信号(不洁净的信号)被载有信息的基带信号调制后,这些理想状态下不该存在的频谱成份(载波中的寄生调制)会导致所传输的信号质量及数传误码率明显变坏.所以作为所传输信号的载体,载波信号的洁净程度(频谱纯度)对通信质量有着直接的影响.对于正弦波,通常需要提供例如谐波、噪声和输出功率等指标.晶振的应用:图3为红外线发射出电路.图4为晶振式发射机电路.电路中J、VD1、L1、C3~C5、V1组成晶体振荡电路.由于石英晶体J的频率稳定性好,受温度影响也较小,所以广泛用于无绳电话及AV调制器中.V1是29~36MHz晶体振荡三极管,发射极输出含有丰厚的谐波成分,经V2缩小后,在集电极由C7、L2组成谐振于88~108MHz的网络选出3倍频信号(即87~108MHz的信号最强),再经V3缩小,L3、C9选频后得到较理想的调频频段信号.频率调制的过程是这样的,音频电压的变更引起VD1极间电容的变更,由于VD1与晶体J串时间:二O二一年七月二十九日联,晶体的振荡频率也产生微小的变更,经三倍频后,频偏是29~36MHz晶体频偏的3倍.实际应用时,为获得合适的调制度,可选择调制频偏较大的石英晶体或陶瓷振子,也可以采取电路稍庞杂的6~12倍频电路.若输入的音频信号较弱,可加上一级电压缩小电路.图5是晶振在时基振荡电路555的应用.晶振在门电路中晶振两种经常使用的接法:1.这种接法的优点就是起振容易,适应频率规模比较宽.具体频率规模自己不记得了.2.这种接法的优点接法简单,缺点是不那么容易起振,C1,C2要合适.时间:二O二一年七月二十九日时间:二O二一年七月二十九日。

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那些被晶振傻傻忽悠的曾经 前不久,有个客户打电话抱怨说到,产品生产出来后,时间一会儿走一会儿不走的,由于他不懂,所以很着急。

他工厂是生产电子表的,在他当时提出这个问题,时钟突然停止工作什么原因造成的呢?后而又立马随即而出的指向了晶振的问题,因为晶振是各板卡的心跳发生器,
说为什要卧装,而不像电解电容那样直立安装呢?直立安装岂不省事多了吗?而且还用一个倒U 型卡子焊在主板上,这不是其外壳应接地吗?轻轻一按则晶振与卡子间还会出现很大的间隙。

大家都一致认可很有可能是晶振的安装方式不正确,最后实验得出结论,部分板卡是这个原因。

其实提出这个问题,最主要还是看你是什么板卡,什么样的IC ,当然 时间存在偏差主要是频率有偏差,1PPM 的频率偏差换算成天时间误差就是0.0864S。

那么如果需要时间误差要做到准确就最好晶振两端的电容要按正常配比焊接,同时要晶振供应商帮忙通过QWA 检测找最好的0误差PPM 值,按0误差的标准来指定供货的频率范围。

20PPM 的标准误差一个月60秒,这还要根据所指向的IC 和线路设计,匹配要求对不上偏差可能还会大一点。

差范围内。

最好按照所提供的数据来,如果没有,一般是30pF 左右。

太小了不容易起振。

在某些情况下,也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率,当然可调范围一般在10ppm 量级。

晶振的匹配电容的主要作用是匹配晶振和振荡电路,使电路易于启振并处于合理的激励态下,对频率也有一定的“微调”作用。

对MCU ,正确选择晶振的匹配电容,
关键是微调晶体的激励状态,避免过激励或欠激励,前者使晶体容易老化影响使用寿命并导致振荡电路EMC 特性变劣,而后者则不易启振,工作亦不稳定,所以正确地选择晶体匹配电容是很重要的。

关于晶振时振时不振,其实无非是晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大,或者说晶振本身就存在着问题,寄生、阻抗值波动大、内部焊点不牢等。

或遇晶振装板上不行时,用电热风吹一下或者拆下来重新装上去又可以了,其实这完全关系到晶振负载与两端电容不匹配造成频率偏差太大。

然而在这里,电热风实际上是起到了改变了线路的杂散电容的作用。

许多工程师开始纠结于此了,晶振的负载与晶振两端的电容如何匹配呢?其实很简单,用个科学计算的方程式来推算,就是CL=(C1*C2)/(C1+C2)+C ”,其中CL 指的是晶振的负载电容值, C1 C2指的是晶振两端的电容值,C ”指的是线路杂散电容。

的结果只会导致因焊接时间太长将晶振内部的焊点融化,内部结构晶片倾斜碰壳而短路。

然而最好的方法是PCB 板上设有两个针孔使用铜线捆绑晶振,或者使用橡胶粘结剂进行。

晶振弯脚时随意弯曲,最佳的弯曲是用手指捏住圆柱晶体的外壳,用镊子夹住离晶体基座底部3mm 以上的引线处,用镊子夹住弯曲引线成90°,不要用力拉引线。

用力拉引线可能造成引线根部的玻璃子破裂,而产生漏气导致电气性能损坏。

如果漏气了晶振也就基本上是不能用了。

因为焊接时有阻焊剂等脏污就选择使用超声波清洗PCBA 板:经超声波清洗或超声波焊接会影响和损坏石英晶体的内部结构甚至晶片破损。

晶振起振时间长,开机不振关机再开机就起振,耗电量大成品电池不耐用。

这主要是晶振的电阻太大造成的,低电压下晶振就无法起振了。

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