晶振地主要全参数及其对电路地影响
mems晶振 电源脚对地短路
mems晶振电源脚对地短路以mems晶振电源脚对地短路为话题,探讨其原因及应对措施。
一、引言MEMS晶体振荡器(Micro Electro Mechanical Systems Oscillator),简称MEMS晶振,是一种小型化、高性能的振荡器。
它在电子产品中具有广泛应用,如手机、平板电脑、无线通信设备等。
然而,有时我们会遇到MEMS晶振电源脚对地短路的情况,本文将从原因和解决方法两个方面进行探讨。
二、原因分析1. 设计问题在电路设计中,可能存在设计缺陷或错误,导致MEMS晶振的电源脚与地之间短路。
例如,电路板上的线路走线错误、元件安装不当等,均可能引起短路问题。
2. 元件损坏MEMS晶振本身也可能存在损坏或故障,导致电源脚对地短路。
例如,晶振的引脚接触不良、封装破损等,都可能造成电路异常。
三、应对措施1. 检查电路设计在遇到MEMS晶振电源脚对地短路问题时,首先应检查电路设计是否存在问题。
可以通过查看电路原理图、走线图等方式,寻找潜在的设计缺陷。
如发现问题,应及时修正并重新设计电路。
2. 检查线路连接如果电路设计无明显问题,那么需要检查MEMS晶振电源脚与地之间的线路连接情况。
可以使用万用表等工具进行测量,检查线路是否正常接通。
若发现连线错误或接触不良,应重新连接或更换线路。
3. 检查晶振引脚如果线路连接正常,那么需要检查MEMS晶振本身的引脚情况。
可以使用显微镜等工具仔细观察晶振引脚的情况,确保引脚没有损坏或变形。
如果发现引脚存在问题,应及时更换晶振。
4. 使用保护电路为了避免MEMS晶振电源脚对地短路的发生,可以在设计电路时加入保护电路。
保护电路可以起到限制电流、防止过压等作用,提高晶振的稳定性和可靠性。
5. 防止静电干扰静电干扰是导致MEMS晶振电源脚对地短路的常见原因之一。
因此,在操作MEMS晶振时应注意防止静电干扰。
可以通过穿戴防静电手套、使用防静电垫等方式,减少静电对晶振的影响。
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。
晶振的原理及作用
晶振的原理及作用晶体振荡器(晶振)是一种产生稳定频率的电子元件,广泛应用于无线通信、计算机、电子钟等电子设备中。
它的作用是提供一个稳定的时钟信号,让电子设备能够按照指定的频率运行。
晶振的主要原理是晶体的压电效应和共振现象。
晶体是一种具有压电效应的物质,即在外界施加压力时,晶体呈现出电势差的变化。
当一个电压被施加到晶体上,晶体由于压电效应而发生微小的尺寸变化,使晶体的原子结构发生微小的扭曲。
这个扭曲会导致晶体内部产生反馈电势,使电荷在晶体中移动,形成电荷的周期性移动。
当振动频率达到晶体的共振频率时,电荷的周期性移动达到最大值,称为共振现象。
晶振通常由晶体谐振器和放大器组成。
晶体谐振器是由晶体和电容器组成的振荡回路,晶体由于压电效应而发生振动,并将能量转化为电能。
放大器作用是将振荡信号放大,并驱动其他电路或设备。
晶振的频率稳定性是晶振器的一个重要指标。
频率稳定性指的是晶振器输出频率在长时间内的波动程度。
一般来说,晶体振荡器的频率稳定性高,可以达到几十亿分之一,甚至更高。
这一特性使得晶振广泛应用于需要高精度时钟信号的设备中。
晶振的工作原理和作用有以下几个方面的重要影响:1. 提供稳定的时钟信号:晶振可以提供稳定的时钟信号,用于同步各个电子元件的工作,确保电子设备正常运行。
例如,在计算机中,CPU需要一个稳定的时钟信号来控制数据的运行和处理。
晶振提供的稳定频率信号可以确保CPU和其他设备能够准确无误地进行数据处理。
2. 影响数据传输速率:晶振的频率决定了数据传输的速率。
在通信设备中,例如无线电设备或调制解调器,晶振提供了稳定的基准频率,用于控制数据的传输速率。
不同的频率可以实现不同的传输速率,而晶振能够提供稳定的频率信号,确保数据能够准确无误地传输。
3. 影响设备的精度和稳定性:晶振的高频率稳定性决定了设备的精度和稳定性。
例如,在高精度的仪器设备中,晶振提供了精确的计时信号,使设备的测量结果更加准确可靠。
晶振的主要全参数及其对电路的影响
Crystal First Failure FL RR DLD2 RLD2 SPDB C0 C0/C1 C1 L ppm Ohms Ohms Ohms dB pF fF mHHigh Limit 20.0 80.0 8.0 80.0 -2.0 7.0Low Limit -20.0 1.01 PASS 3.45 50.57 2.24 54.39 -4.66 3.83 3,744.84 1.02 10.752 PASS -5.84 32.05 4.18 36.30 -6.96 3.86 4,113.29 0.94 11.703 Fail DLD2High0.44 73.86 27.81 108.17 -3.59 3.74 3,613.27 1.03 10.634 Fail SPDBHigh-8.97 33.67 2.06 37.55 -0.44 3.92 5,538.01 0.71 15.545 PASS -1.27 40.11 1.65 42.75 -7.86 3.89 3,955.09 0.98 11.176 PASS -6.74 30.12 4.38 34.23 -9.58 3.81 3,608.85 1.06 10.427 PASS -3.52 41.97 1.52 42.86 -6.95 3.85 4,670.19 0.82 13.358 PASS 1.13 38.34 2.07 40.46 -4.15 3.88 5,017.95 0.77 14.239 PASS -7.01 21.31 0.73 21.80 -9.89 3.83 3,018.17 1.27 8.6710 Fail DLD2High-3.62 24.75 52.36 78.55 -10.30 3.86 2,943.39 1.31 8.37晶振的等效电器模型C0 ,是指以水晶为介质,由两个电极形成的电容。
也称为石英谐振器的并联电容,它相当于以石英片为介质、以两电极为极板的平板电容器的电容量和支架电容、引线电容的总和。
时钟晶振电路工作原理
时钟晶振电路工作原理时钟晶振电路是一种用于提供高精度时钟信号的电路,广泛应用于现代电子技术中。
它的工作原理基于晶体振荡现象,通过晶体中的共振使得频率稳定的信号被产生。
本文将对时钟晶振电路的工作原理进行详细介绍。
一、时钟晶振电路基本结构时钟晶振电路由晶体振荡器、振荡放大器以及电路稳定器等部分组成,其基本结构如图1所示。
图1 时钟晶振电路基本结构(引用自电子元器件技术)晶体振荡器是时钟晶振电路的核心部分,它由一个晶体和激励电路组成。
激励电路产生的电信号通过晶体,使得晶体在某一频率下产生共振,从而使时钟信号被产生。
振荡放大器负责放大晶体振荡器产生的信号,使之达到驱动所需要的电平。
电路稳定器用来稳定整个电路的工作电压,以确保电路的稳定性和可靠性。
二、晶体振荡器工作原理晶体振荡器是时钟晶振电路中最核心的部分,其主要工作原理是利用电石晶体的固有机械振动特性,实现稳定的高精度振荡。
二.1电石晶体电石晶体是一种能够产生固有机械振动现象的晶体,其主要成分是二氧化硅(SiO2)。
通过对电石晶体进行加工和结构设计,可以使得其在某一个频率下具有稳定的固有振动,从而实现时钟晶振电路的振荡器部分。
二.2谐振回路谐振回路是晶体振荡器的一个重要组成部分,其主要作用是把激励电路产生的信号输入到晶体中,通过共振使得晶体开始振荡。
谐振回路常用的两种结构如图2所示。
图2 谐振回路结构(引用自电子元器件技术)图2(a)为串联谐振回路,其特点是将晶体和电容串联在一起,形成一个共振回路。
当电路被激励后,晶体处于共振状态,从而实现了振荡的效果。
图2(b)为并联谐振回路,其特点是把晶体和电容并联起来,形成一个并联谐振回路。
并联谐振回路中的谐振频率是由电容和晶体的等效电容以及串联电阻决定的。
二.3电路激励晶体振荡器的最后一个组成部分就是激励电路,其主要作用是向谐振回路中输入激励信号,产生晶体的共振。
激励电路的信号产生方式有很多种,其中最常见的方式是利用谐振回路中的信号放大器,对输入信号进行放大得到有效率的振荡信号。
晶振主要参数
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。
晶振工作原理及参数详解
晶振电路周期性输出信号的标称频率(Normal Frequency),就是晶体元件规格书中所指定的频率,也是工程师在电路设计和元件选购时首要关注的参数。
晶振常用标称频率在1~200MHz之间,比如32768Hz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等,更高的输出频率也常用PLL(锁相环)将低频进行倍频至1GHz以上。
输出信号的频率不可避免会有一定的偏差,我们用频率误差(Frequency Tolerance)或频率稳定度(Frequency Stability)来表示,单位是ppm,即百万分之一(parts per million)(1/106),是相对标称频率的变化量,此值越小表示精度越高。
比如,12MHz晶振偏差为±20ppm,表示它的频率偏差为12×±20Hz=±240Hz,即频率范围是(11999760~12000240Hz)。
另外,还有一个温度频差(Frequency Stability vs Temp),表示在特定温度范围内,工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离,它的单位也是ppm。
我们经常还看到其它的一些参数,比如负载电容、谐振电阻、静电容等参数,这些与晶体的物理特性有关。
石英晶体有一种特性,如果在晶片某轴向上施加压力时,相应施力的方向会产生一定的电位。
相反的,在晶体的某轴向施加电场时,会使晶体产生机械变形;如果在石英晶片上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,机械形变振动又会产生交变电场,尽管这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。
当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(与切割后的晶片尺寸有关,晶体愈薄,切割难度越大,谐振频率越高)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”。
将石英晶片按一定的形状进行切割后,再用两个电极板夹住就形成了无源晶振,其符号图如下所示:下图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。
晶振主要参数
晶振主要参数
晶振是一种电子元件,它是一种能够产生稳定的高频振荡信号的元件。
晶振主要参数包括频率、精度、稳定性、温度系数、负载能力等。
频率是晶振最基本的参数,它决定了晶振的工作频率。
晶振的频率通常以MHz为单位,常见的频率有4MHz、8MHz、12MHz等。
频率越高,晶振的工作速度就越快,但是也会带来更高的功耗和噪声。
精度是指晶振输出频率与标称频率之间的偏差。
精度越高,晶振输出的频率就越接近标称频率,误差就越小。
常见的精度有±10ppm、±20ppm等。
ppm是百万分之一的意思,即误差占标称频率的百万分之一。
稳定性是指晶振输出频率在长时间内的稳定性。
稳定性越好,晶振输出的频率就越稳定,不会因为环境温度、电压等因素的变化而产生明显的波动。
常见的稳定性有±50ppm、±100ppm等。
温度系数是指晶振输出频率随温度变化的程度。
温度系数越小,晶振输出的频率就越不受温度影响,稳定性也就越好。
常见的温度系数有±10ppm/℃、±20ppm/℃等。
负载能力是指晶振输出信号能够驱动的负载电容大小。
负载能力越大,晶振输出的信号就能够驱动更大的负载电容,适用范围也就更
广。
常见的负载能力有10pF、15pF等。
晶振主要参数是决定晶振性能的关键因素,不同的应用场景需要选择不同的晶振参数,以满足不同的需求。
晶振电路原理作用
晶振电路原理作用
晶振电路是一种用于产生稳定频率的电路,主要由晶体振荡器和相关的电路元件组成。
晶振电路的作用是提供一个精确的时钟信号,以供其他电子设备进行同步操作。
晶振电路主要基于晶体振荡器的特性工作,晶体振荡器是由晶体谐振的特性来产生稳定频率的电路元件。
晶体振荡器中包含一个晶体谐振器,通过在该谐振器上加入适当的电路,可以使晶体谐振器在其谐振频率附近振荡。
晶体振荡器还包括一些放大和反馈网络,用于增加振荡的幅度和保持振荡的稳定性。
晶振电路的输出频率通常被称为振荡频率,一般用赫兹(Hz)来表示。
不同的晶体振荡器可以提供不同的频率,从几千赫兹到几百兆赫兹不等。
这些频率可以根据具体需求进行选择和调整。
晶振电路在电子设备中有着广泛的应用。
它可以用作时钟源,提供稳定的时钟信号来同步和协调其他电路的操作。
例如,在计算机中,晶振电路用于控制处理器和其他硬件设备的时序,以确保它们能够按照正确的速度和时间进行操作。
晶振电路还可以用于通信设备中,以确保数据的传输和接收能够按照预定的频率进行。
总之,晶振电路的作用是提供一个稳定精确的时钟信号,以供其他电子设备进行同步操作。
它在许多电子设备中起着重要的作用,保证了设备的正常工作和性能的稳定。
51单片机的晶振参数范围
51单片机的晶振参数范围1.引言1.1 概述在51单片机的设计和应用中,晶振是一个关键的组件。
晶振作为时钟源,为单片机提供了基准时钟信号,确保了单片机系统的稳定运行。
晶振参数的选择和配置对于单片机的性能和应用场景起着至关重要的作用。
本文将重点讨论51单片机的晶振参数范围。
通过详细介绍晶振的作用和选择,以及晶振参数范围的重要性,旨在帮助读者更好地理解晶振的应用,正确选择适合的晶振参数范围来满足具体的应用需求。
首先,我们将介绍单片机晶振的作用。
晶振作为单片机的时钟源,为单片机提供了全局的基准时钟信号。
单片机通过晶振来同步各个模块的数据传输和处理过程,确保整个系统的精确性和稳定性。
晶振的频率决定了单片机的运行速度,不同的应用场景需要不同频率的晶振来满足处理需求。
接下来,我们将探讨单片机晶振的选择。
根据不同的应用需求,选择适合的晶振参数是至关重要的。
晶振的参数包括频率、精度、稳定性等。
频率是指晶体震荡器振荡的周期数,在一定范围内可调节。
精度和稳定性决定了晶振的输出信号的准确性和稳定性。
通过合理的晶振参数选择,可以确保单片机系统的稳定运行和准确数据处理。
最后,我们将强调晶振参数范围的重要性。
不同的单片机型号和应用场景,对晶振的参数范围有着不同的要求。
选择适合的晶振参数范围可以提高系统的性能和稳定性,避免不必要的错误和故障。
因此,了解适合51单片机的晶振参数范围,对于设计和应用的成功至关重要。
综上所述,本文将详细讨论51单片机晶振参数范围的选择和应用。
通过深入理解晶振的作用和选择原则,以及晶振参数范围的重要性,读者将能够更好地应用晶振并选择适合的参数范围来满足具体的设计需求。
1.2文章结构文章结构部分应该包括对整篇文章的组织和内容进行简要的介绍。
在52单片机的晶振参数范围这篇文章中,文章结构部分可以写成如下内容:1.2 文章结构本文主要围绕51单片机的晶振参数范围展开讨论,分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中,首先对整个文章进行概述,简要介绍51单片机的晶振参数范围的重要性,并明确文章的目的。
晶振重要基础知识点
晶振重要基础知识点晶振(Crystal Oscillator)是一种电子元件,作为电路中的重要组成部分,主要用于产生稳定的电信号。
在电子技术领域中,晶振是一项重要的基础知识点,对于电路的设计和工作原理具有关键性的影响。
以下是有关晶振的几个重要基础知识点。
1. 晶体的特性:晶振的核心部件是晶体,通常采用石英晶体。
晶体具有特殊的物理特性,能够产生稳定的振荡频率。
这是由于晶体的晶格结构和内部电荷特性决定的。
因此,晶体的选择对于晶振的性能和稳定性至关重要。
2. 振荡电路的构成:晶振一般包含振荡电路,该电路由晶体振荡器、放大电路和输出电路组成。
晶体振荡器是整个晶振的核心部件,用于产生基准频率信号。
放大电路用于放大振荡器输出的信号,以便提供足够的幅度和驱动能力。
输出电路则将放大后的信号输出给其他电路或系统。
3. 振荡频率和精度:晶振的一个关键参数是振荡频率,即晶体的振荡周期。
该频率取决于晶体的物理特性和电路参数。
晶振的精度取决于晶体的制作工艺和电路设计。
通常情况下,晶振的频率精度可以达到百万分之一甚至更高的水平。
4. 温度特性:晶振的频率通常会随着温度的变化而发生微小的变化,这是由晶体的温度特性决定的。
为了确保晶振在不同温度下的稳定性,通常会采取一些温度补偿措施,例如使用温度补偿电路或选择温度稳定性较好的晶体材料。
5. 应用领域:晶振在电子领域有广泛的应用。
最常见的应用是在时钟电路中,用于提供计时信号。
此外,晶振还用于无线通信设备、计算机系统、自动化控制系统等领域,为这些系统提供稳定的基准时钟信号。
综上所述,晶振作为电子领域的重要基础知识点,涉及晶体的特性、振荡电路的构成、振荡频率和精度、温度特性以及应用领域等方面。
深入理解和熟悉晶振的相关知识,对于电子工程师和电路设计师来说至关重要,能够帮助他们设计出稳定性高、性能优越的电子系统。
晶振的精度参数详解
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。
晶振电路原理41400
晶体振荡器,简称晶振。
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。
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。
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。
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。
(整理)晶振的作用与原理
晶振的作用与原理一,晶振的作用(1)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,它的主要作用是向显卡、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。
(2)晶振还有个作用是在电路产生震荡电流,发出时钟信号.晶振是晶体振荡器的简称。
它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)。
(3)晶振在数字电路的基本作用是提供一个时序控制的标准时刻。
数字电路的工作是根据电路设计,在某个时刻专门完成特定的任务,如果没有一个时序控制的标准时刻,整个数字电路就会成为“聋子”,不知道什么时刻该做什么事情了。
(4)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。
(5)电路中,为了得到交流信号,可以用RC、LC谐振电路取得,但这些电路的振荡频率并不稳定。
在要求得到高稳定频率的电路中,必须使用石英晶体振荡电路。
石英晶体具有高品质因数,振荡电路采用了恒温、稳压等方式以后,振荡频率稳定度可以达到10^(-9)至10^(-11)。
广泛应用在通讯、时钟、手表、计算机……需要高稳定信号的场合。
石英晶振不分正负极, 外壳是地线,其两条不分正负二,晶振的原理;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,它的基本结构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。
晶振电路原理
晶振震荡电路原理介绍晶体振荡器,简称晶振。
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。
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。
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。
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。
32.786晶振参数
32.786晶振参数一、晶振参数概述晶体振荡器,或简称晶振,是一个重要的电子元件,主要用于产生振荡频率。
其工作原理基于晶体在受到物理冲击或电场变化时,会产生机械振动,这种振动又会产生电场变化,进而形成电压输出。
晶振的参数是描述其性能和特性的重要指标,对于其应用和选择具有重要意义。
二、晶振的主要参数1.频率范围:指晶振所能产生的振荡频率范围。
不同的晶振有不同的频率范围,根据应用需求选择合适的频率范围是关键。
2.精度:指晶振的输出频率的准确性。
一般来说,晶振的频率精度越高,其性能越好。
3.温度稳定性:指晶振在温度变化下的频率稳定性。
温度稳定性是衡量晶振性能的重要指标,对于需要高精度频率源的应用尤为重要。
4.负载电容:指晶振在实际应用中所需的最小电容值。
负载电容会影响晶振的输出频率,因此在实际应用中需要特别注意。
5.激励电平:指驱动晶振的电压或电流大小。
过大的激励电平可能会损坏晶振,过小的激励电平则可能导致晶振无法正常工作。
6.输出波形:指晶振输出的信号波形。
一般来说,晶振输出的波形为正弦波或方波。
三、晶振的测试与验证为了确保晶振的性能和可靠性,需要进行一系列的测试与验证。
这些测试包括但不限于:1.频率精度测试:通过专用测试设备对晶振的输出频率进行测量,以评估其精度。
2.温度稳定性测试:在不同的温度环境下测试晶振的频率变化情况,以评估其在不同温度下的性能。
3.负载电容测试:测量晶振在不同负载电容下的输出频率,以确定其最佳工作条件。
4.激励电平测试:测量晶振在不同激励电平下的性能表现,以确定其正常工作范围。
5.长期老化测试:长时间运行晶振以评估其性能随时间的退化程度,这是确保晶振可靠性必不可少的环节。
通过以上测试与验证,可以对晶振的性能有一个全面、深入的了解,从而为其应用和选择提供可靠的依据。
四、晶振的应用与选择晶振的应用非常广泛,如通信、导航、电子测量、自动控制等领域。
在选择晶振时,需要考虑以下因素:1.应用需求:不同的应用对晶振的性能要求不同,应根据实际需求进行选择。
晶振在激光领域的应用-概述说明以及解释
晶振在激光领域的应用-概述说明以及解释1.引言1.1 概述晶振作为一种重要的电子元件,在现代科技领域中具有广泛的应用。
其基本原理是利用晶体在外加电场作用下产生正负电荷的位移,从而产生电场极化,同时通过晶体内的振荡电路产生相应的振荡信号。
晶振具有频率准确、稳定性高、占用空间小等特点,因此在各个领域中都有着不可替代的作用。
本文将着重介绍晶振在激光领域的应用。
激光作为一种具有高度一致性和单色性的光源,广泛应用于医疗、通信、测量等领域。
而晶振作为激光器的重要组成部分之一,其频率的稳定性和精确性直接影响到激光器的输出性能。
首先,晶振在激光器中的主要作用是提供稳定的振荡信号。
通过将晶振与增益介质和反射镜等元件相结合,可以形成一个闭合的光学振荡系统。
晶振产生的高频振荡信号被放大后,经过反射镜的反射和增益介质的一系列过程,最终形成一束高强度、单色性好的激光光束。
而晶振的频率稳定性和精确性则直接决定了激光器的输出是否具有高度的一致性和单色性。
其次,晶振还可以用于实现激光器的调谐功能。
通过调整晶振的工作频率,可以改变激光器的输出频率,从而实现对激光的调谐。
这在光通信系统中具有重要的应用,可以用于实现光信号的调制、解调和波长分析等功能。
除此之外,晶振还可以被用作激光器中的时钟源。
在激光测量和雷达系统中,晶振提供的准确的时钟信号被用来同步和控制激光器的工作,保证数据的采集和处理的准确性和稳定性。
综上所述,晶振在激光领域的应用十分广泛,其稳定性、精确性和调谐功能都对激光器的性能起着至关重要的影响。
未来随着科技的不断发展,相信晶振在激光领域的应用将不断完善和拓展,为激光技术的发展做出更大的贡献。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本篇文章的组织框架和内容安排。
本文总共包括引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要对文章的背景和意义进行了概述,介绍了晶振在激光领域的应用的重要性。
正文部分包括了两个小节,分别是晶振的基本原理和晶振在激光领域的应用。
晶振大全
VCXOVCXO即:Voltage Controlled X'tal(crystal) Oscillator压控钟振的简称VCXO:是压控振荡器,是通过电压控制晶振的频率输出陶瓷晶振陶瓷晶振陶瓷晶振[1]是属于压电材料频率元件,目前常规分为两种压电材料,1:压电陶瓷材料,2:压电石英材料。
陶瓷晶振别名又叫陶振[2];在中国晶振厂家经常这样叫法。
陶瓷晶振是根据他内部的芯片采用的“压电陶瓷芯片材料[3]”而得名,封装一般采取塑封外形尺寸为7.5*9*3.5(单位:毫米),代表产品:455KHZ系列;还有一种是采取环氧树脂和酚醛混合物作为包封材料,经过高温固化形成为硬质陶瓷材料的外壳,一般为棕色和蓝色,代表产品:ZTT4.0MHZ。
频率精度按照国际通用标准表示为:千分之三和千分之五[3]TCXOTCXO(Temperature Compensate X'tal (crystal) Oscillator) TCXO是通过附加的温度补偿电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。
1.TCXO 的温度补偿方式,温度补偿型石英晶体谐振器,具有精度高等特点。
在TCXO中,对石英晶体振子频率温度漂移的补偿方法主要有直接补偿和间接补偿两种类型。
直接补偿型直接补偿型TCXO是由热敏电阻和阻容元件组成的温度补偿电路,在振荡器中与石英晶体振子串联而成的。
在温度变化时,热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化,从而抵消或削减振荡频率的温度漂移。
该补偿方式电路简单,成本较低,节省印制电路板(PCB)尺寸和空间,适用于小型和低压小电流场合。
但当要求晶体振荡器精度小于±1ppm 时,直接补偿方式并不适宜。
间接补偿型间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。
模拟式间接温度补偿是利用热敏电阻等温度传感元件组成温度-电压变换电路,并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的变容二极管上,通过晶体振子串联电容量的变化,对晶体振子的非线性频率漂移进行补偿。
地抖动差分晶体晶振
地抖动差分晶体晶振1. 晶体晶振的基本原理晶体晶振是一种用于产生稳定而精确的频率信号的电子元件。
它由一个压电谐振器和一个集成电路封装在一起构成。
晶体晶振的工作原理基于压电效应,即当施加外力或电场时,某些材料会产生机械应变或形变,这种应变会引起材料内部的电荷重排,从而产生电势差。
利用这个原理,通过在压电谐振器上施加恒定的外力或电场,可以使其产生稳定且精确的振荡频率。
2. 差分晶体振荡器差分晶体振荡器是一种特殊类型的晶体振荡器,在其输出端口上使用了差分信号结构。
它通过将输入信号分为两个相位相反但幅度相等的信号,并将其分别连接到两个压电谐振器上来实现。
这样做的目的是降低噪声和提高抗干扰能力。
差分结构可以有效地抵消共模噪声,并且对于抑制电源噪声和抗干扰能力更为敏感。
3. 地抖动差分晶体晶振的概念地抖动差分晶体晶振是一种具有较低地抖动性能的差分晶体振荡器。
地抖动指的是在晶体振荡器中由于外界环境或电路自身引起的振荡频率变化。
地抖动会导致信号的失真和时钟不准确,对于某些应用场景如通信系统、测量仪器等来说,要求时钟信号的稳定性非常高。
因此,研发一种地抖动较小的差分晶体振荡器对于提升系统性能至关重要。
4. 地抖动源及其影响地抖动源主要包括以下几个方面: - 温度变化:温度变化会直接影响晶体谐振频率,导致地抖动。
- 机械震动:外界机械震动也会引起晶体谐振频率的变化。
- 供电噪声:电源噪声通过供电线路传播到晶体振荡器,引起频率波动。
- 封装应力:封装材料的热膨胀系数不同,温度变化会引起封装应力,进而影响晶体振荡器的性能。
这些地抖动源会导致晶体振荡器频率的不稳定性,从而对系统的时钟同步、数据传输等产生负面影响。
5. 地抖动差分晶体晶振的设计与优化为了降低地抖动,地抖动差分晶体晶振需要进行合理的设计与优化。
以下是一些常见的设计和优化方法: - 温度补偿:通过在差分晶体振荡器中加入温度传感器,并利用反馈机制根据温度变化来调整电路参数,以达到对温度变化的补偿效果。
晶振的电阻取值
晶振的电阻取值1. 什么是晶振?晶振,全称为晶体振荡器,是一种使用晶体的共振特性来产生稳定的电子振荡信号的电子元件。
晶振在电子设备中广泛应用,例如计算机、手机、电视等。
2. 晶振的工作原理晶振的工作原理基于晶体的共振特性。
晶体具有特定的固有频率,当施加电场或电压时,晶体会发生共振,产生稳定的振荡信号。
晶振由晶体谐振器和放大器组成。
晶体谐振器是晶振的核心部件,负责产生稳定的振荡信号。
放大器用于放大振荡信号,以便供给其他电路使用。
3. 晶振的电阻取值对振荡频率的影响晶振的电阻取值对振荡频率有一定的影响。
晶振的振荡频率与晶体的固有频率有关,而晶体的固有频率又与晶振的电阻取值相关。
晶振的电阻取值决定了晶体的等效电路中的衰减系数。
衰减系数越小,晶体的固有频率越接近理想频率,振荡频率越稳定。
通常情况下,晶振的电阻取值应根据晶体的参数和要求来选择。
一般来说,晶体厂商会提供电路设计指导,包括推荐的电阻取值范围。
4. 如何选择晶振的电阻取值?选择晶振的电阻取值需要考虑以下几个因素:4.1 晶体的参数晶体的参数包括固有频率、谐振模式、负载电容等。
这些参数会影响晶振的工作频率和稳定性。
在选择电阻取值时,需要参考晶体厂商提供的参数表,确保电阻取值在允许范围内。
4.2 晶振的应用场景不同的应用场景对晶振的要求不同。
例如,对于计算机等高精度设备,要求晶振频率非常稳定,电阻取值需要更加精确。
而对于一些低端设备,频率稳定性要求较低,电阻取值可以相对宽松。
4.3 环境温度和电源稳定性环境温度和电源稳定性也会对晶振的频率稳定性产生影响。
在高温或电源波动较大的环境中,需要选择更精确的电阻取值,以保证晶振的稳定工作。
4.4 需要与其他电路匹配晶振通常需要与其他电路进行匹配,以确保信号的传输和处理能够正常进行。
在选择电阻取值时,需要考虑与其他电路的匹配要求,避免出现不匹配导致的问题。
5. 晶振的电阻取值常见范围晶振的电阻取值范围会根据晶体和应用场景的不同而有所差异。
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Crystal First
Failure
FL RR DLD2 RLD2 SPDB C0 C0/C1 C1 L
ppm Ohms Ohms Ohms dB pF fF mH
High Limit 20.0 80.0 8.0 80.0 -2.0 7.0 Low Limit -20.0 1.0
1 PASS 3.45 50.57 2.24 54.39 -4.66 3.8
3
3,744.8
4
1.0
2
10.75
2 PASS -5.84 32.05 4.18 36.30 -6.96 3.8
6
4,113.2
9
0.9
4
11.70
3 Fail DLD2
High
0.44 73.86 27.81 108.17 -3.59
3.7
4
3,613.2
7
1.0
3
10.63
4 Fail SPDB
High
-8.97 33.67 2.06 37.55 -0.44
3.9
2
5,538.0
1
0.7
1
15.54
5 PASS -1.27 40.11 1.65 42.75 -7.8
6 3.8
9
3,955.0
9
0.9
8
11.17
6 PASS -6.74 30.12 4.38 34.23 -9.58 3.8
1
3,608.8
5
1.0
6
10.42
7 PASS -3.52 41.97 1.52 42.86 -6.95 3.8
5
4,670.1
9
0.8
2
13.35
8 PASS 1.13 38.34 2.07 40.46 -4.15 3.8
8
5,017.9
5
0.7
7
14.23
9 PASS -7.01 21.31 0.73 21.80 -9.89 3.8
3
3,018.1
7
1.2
7
8.67
10 Fail DLD2
High
-3.62 24.75 52.36 78.55
-10.3
3.8
6
2,943.3
9
1.3
1
8.37
晶振的等效电器模型
C0 ,是指以水晶为介质,由两个电极形成的电容。
也称为石英谐振器的并联电容,它相当于以石英片为介质、以两电极为极板
的平板电容器的电容量和支架电容、引线电容的总和。
几~几十pF。
R1 等效石英片产生机械形变时材料的能耗;几百欧
C1 反映其材料的刚性,10^(-3)~ 10^(-4)pF
L1 大体反映石英片的质量.mH~H
晶振各种参数
晶振的一些参数并不是固定的大部分是会随温度、频率、负载电容、激励功率变化的
RR 谐振电阻越小越好影响:过大造成不易起振、电路不稳定
阻抗 RR 越小越容易起振,反之若 ESR 值較高則較不易起振。
所以好的 Crystal 設計應在 ESR 與 Co 值間取得平衡。
C1 动态电容
L1 动态电感
C0静电容影响:不能太高,否則易产生较大的副波,影响频率稳定性
LRC影响: LRC电路的Q值等于 (L/C)^0.5 /R 因为而L较大,C与R很小,石英晶振的Q值可达几万到几百万。
Q值越大位于晶振的感性区间,电抗曲线陡峭,稳频性能极好。
FL 特定负载电容以及激励功率下频偏越小越好
DLD2 不同驱动功率下:阻抗最大-阻抗最小越小越好影响:导致时振时不振,造成睡眠晶体制造污染不良DLD2(Drive Level Dependency 2):在不同的功率驅動 Crystal 時,所得之最大阻抗與最小阻抗之差。
DLD2越小越好,當 Crystal 製程受污染時,則DLD2值會偏高,導致時振與時不振現象,即(”Crystal Sleeping”)。
好的 Crystal 不因驅動功率變化,而產生較高的阻抗差異,造成品質異常。
目前,許多水晶製造礙於製程管理控制及良率不佳,並不主動提供此重要指標參數給客戶。
备注:测出来很好不代表此参数很好,因为是取点法测试的。
RLD2 不同驱动功率下:阻抗最大与DLD关系紧密
在指定的变化功率围所量测到的最大阻抗 Drive Level Dependency (maximum resistance – RR).
FDLD2 不同驱动功率下:F最大-F最小越小越好制造污染不良影响:导致时振时不振,造成睡眠晶体在不同的功率驅動 Crystal 時,所得之最大頻率與最小頻率之差,稱為 FLD2。
FLD2 越小越好。
當 Crystal 製程受污染,則 FLD2 值會偏高,導致時振與時不振現像,即「Crystal Sleeping」。
好的 Crystal 不因驅動功率變化,而產生較高的頻率差異,造成品質異常。
目前,許多水晶製造礙於製程管理控制及良率不佳,並不主動提供此重要指標參數給客戶。
SPDB寄生信号强度与主信号强度比值影响:如果太大了就有可能造成直接启机频偏,并且修改负载电容不能改善。
或者烤机之后温度变化之后频偏,冷却或者重启又正常了。
绝对值越大越好制造污染不良
这个参数名字可以理解为 SP DB 其具体含义如下听我细细道来
SPDB(Difference in dB between Amplitude of FR and Highest Spur):Spurious 以 dB 為單位時,SPDB 的絕對值越大越好。
-3dB 為最低的要求,以避免振盪出不想要的副波(Spur)頻率,造成系統頻率不正確。
“下图显示了石英谐振器的模态谱,包括基模,三阶泛音,5 阶泛音和一些乱真信号响应,即寄生模。
在振荡器应用上,振荡器总是选择最强的模式工作。
一些干扰模式有急剧升降的频率—温度特性。
有时候,当温度发生改变,在一定温度下,寄生模的频率与振荡频率一致,这导致了“活动性下降”。
在活动性下降时,寄生模的激励引起谐振器的额外能量的消耗,导致Q 值的减小,等效串联电阻增大及振荡器频率的改变。
当阻抗增加到相当大的时候,振荡器就会停止,即振荡器失效。
当温度改变远离活动性下降的温度时,振荡器又会重新工作。
寄生模能有适当的设计和封装方法控制。
不断修正电极与晶片的尺寸关系(即应用能陷原则),并保持晶片主平面平行,这样就能把寄生模最小化”
上面这段话看了是不是有点晕,说实话我也有点晕。
但是从上面我们可以总结出如下几个结论:
1.泛音晶振石英谐振器的模态谱,包括基模,三阶泛音,5 阶泛音和一些乱真信号响应,即寄生模。
寄生模的存在。
2.在振荡器应用上,振荡器总是选择最强的模式工作。
一些干扰模式有急剧升降的频率—温度特性。
寄生模会随温度频率变化,并且影响振荡。
3.寄生模的缺陷是由于晶振的制造工艺造成。
下来就很明确了,SPDB是一个衡量主频强度与寄生模强度差值的量(主频幅度/寄生频率取对数吧)。
这个值越小越好,代表寄生模越小。
TS 负载电容变化对频率的影响率影响频偏对负载电容变化敏感造成电路不稳定越小越好
TS(Trim Sensitivity of Load Measurement):負載電容變化時,對晶體頻率變化量的影響,單位為 ppm / pF。
影响:此值過大時,很容易在不同的負載電容作用下,產生極大的頻率飄移。
温度频差制造工艺不合格会使曲线严重偏离超出图二阴影部分影响:频率随温度变化
不同切割角度对曲线的影响石英晶体结构
实例问题:进入杂质或者有银屑、镀银偏了、镀银部裂痕微调银镀偏
灰尘、银屑、晶片缺角。