晶体振荡器的种类

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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。

晶振时钟基本

晶振时钟基本

晶体、晶振、时钟概念详解1。

晶体(crystal),有的RD称其为晶振: 石英晶体,是无源的两个脚的,没有方向,需要IC或其它外部晶体振荡器输入,才产生频率,是无方向的。

晶体还需要反向器, 负载电容(loading capacitor)才可组成振荡器.石英晶体元件由石英晶体片和外壳组成一种无源压电元件,俗称晶体、晶振,我国早期称晶体谐振器。

由此可见正常石英晶体元件(两脚),是无方向性的,但当一个引出端(引脚)与外壳相连导通时就有可能有方向性了。

crystal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。

-请问反向器, 负载电容(loading capacitor) 是做什么用的??为什么要?-形成正反馈啊,这样才能起振啊谐振器和钟振他们的却别在于谐振器是最简单的没有任何补偿的振荡器,而我们通常说的钟振是由一个谐振器加上ic组成一个回路而实现其自身的功能。

以VCXO为例:压控晶体振荡器(VCXO)是通过红外加控制电压使振荡效率可变或是可以调制的石英晶体振荡器。

VCXO主要由石英谐振器、变容二极管和振荡电路组成,其工作原理是通过控制电压来改变变容二极管的电容,从而“牵引”石英谐振器的频率,以达到频率调制的目的。

VCXO大多用于锁相技术、频率负反馈调制的目的。

而决定如何选用也应该很清楚了吧?2。

钟振(oscillator),有的RD也称其为晶振,一般有四个脚,是有方向的,有电源、地和时钟输出引脚,内部有晶体和振荡电路,不需要输入输入信号源,直接可产生频率。

晶振的概念、图形符号、分类

晶振的概念、图形符号、分类

晶振的概念、图形符号、分类晶振在MP3电路中重要原件之一,晶振如果损坏,MP3就无法开机,无法启动。

那么什么是晶振,晶振在MP3中所起的作用什么,晶振出故障后会出现什么情况,如何来检修呢?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,主要是为电路提供频率基准的元器件。

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。

石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。

例如10MHz的振荡器,频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。

因此,完全可以将晶体振荡器视为恒定的基准频率源(石英表、电子表中都是利用石英晶体来做计时的基准频率)。

晶振在电路中用“X”、“Y”或者“Z”来表示。

通常分成有源晶振和无源晶振两个大类,无源晶振需要芯片内部有振荡器,并且晶振的信号电压根据起振电路而定,允许不同的电压,但无源晶振通常信号质量和精度较差,需要精确匹配外围电路(电感、电容、电阻等),如需更换晶振时要同时更换外围的电路。

有源晶振不需要芯片的内部振荡器,可以提供高精度的频率基准,信号质量也较无源晶振要好。

因价格等因素,实际应用中多采用无源晶振设计的电路居多,除非电路设计时序极其敏感或芯片内部无振荡器的情况(如一些型号的DSP 或精密仪器中)。

学习板采用无源晶振,以下是学习板晶振原理图。

学习板晶振原理图XAL1就是一个两脚的无源晶振,11.0592MHZ振荡频率,匹配电容是两个30P的瓷片电容。

每种芯片的手册上都会提供外部晶振输入的标准电路,会表明芯片的最高可使用频率等参数,在设计电路时要掌握。

石英晶体振荡器简介

石英晶体振荡器简介

石英晶体振荡器简介撰文:张严顺石英晶体振荡器是以石英晶体谐振器为母体加以应用的制品,简称晶振。

石英晶体谐振器满足普通电子产品要求完全可以胜任,但随着构造系统及机器的高精度化要求,自己设计振荡回路再与石英晶体谐振器配合,采用调整的方法来满足使用要求已不合适宜,不仅不适合量产化,同时成本也比较高,因此石英晶体振荡器单体化的出现就解决了很多问题,其特点是:1、不必调整石英晶体谐振器的频率特性而可直接引用;2、可得到石英晶体谐振器理论上的频率温度特性以上的稳定度;3、在振荡回路上附加其它机能使其多元化。

石英晶体振荡器的种类最基本的四种石英晶体振荡器如下:1、基本石英晶体振荡器(SPXO)不施以温度控制及温度补偿,频率温度特性依靠石英晶体谐振器本身的稳定性。

2、温度补偿石英晶体振荡器(TCXO)附加温度补偿回路,减少其频率因周围温度变动而变化的石英晶体振荡器。

3、电压控制石英晶体振荡器(VCXO)控制外来的电压,使输出频率能够变化或调变的石英晶体振荡器。

4、恒温槽式石英晶体振荡器(OCXO)以恒温槽保持石英晶体振荡器或石英晶体谐振器在一定温度,控制其输出频率在周围温度下也能保持极小变化量的石英晶体振荡器。

当然随着技术的发展和要求越来越高,其它功能的多元化石英晶体振荡器也应运而生并得到快速发展。

石英晶体振荡器的频率稳定度石英晶体振荡器的频率稳定度分以下几个方面来考量:1、频率温度稳定度(温度特性);2、频率长期的稳定度(频率老化特性);3、频率短期的稳定度(时间领域、频率领域及相位杂讯特性)。

通常第1项比第2、3项重要,需要靠温度补偿或恒温槽来稳定频率,而第2项主要是根据石英晶体谐振器的设计及制造工艺来保证,第3项则决定于振荡回路的设计。

晶体振荡器基础知识单选题100道及答案解析

晶体振荡器基础知识单选题100道及答案解析

晶体振荡器基础知识单选题100道及答案解析1. 晶体振荡器的核心部件是()A. 晶体B. 电容C. 电感D. 电阻答案:A解析:晶体振荡器中起关键作用的是晶体,其具有稳定的谐振频率。

2. 晶体振荡器的主要优点是()A. 频率稳定度高B. 输出功率大C. 成本低D. 易于调试答案:A解析:晶体振荡器相比其他振荡器,最突出的优点就是频率稳定度高。

3. 晶体在振荡器中起到()A. 放大作用B. 选频作用C. 滤波作用D. 调制作用答案:B解析:晶体的特性使其在振荡器中主要起到选频作用,确定振荡频率。

4. 常见的晶体振荡器类型不包括()A. 皮尔斯振荡器B. 考毕兹振荡器C. 哈特莱振荡器D. 克拉泼振荡器答案:C解析:哈特莱振荡器不是常见的晶体振荡器类型。

5. 晶体振荡器的频率取决于()A. 晶体的尺寸B. 晶体的材料C. 晶体的切割方式D. 以上都是答案:D解析:晶体的尺寸、材料和切割方式都会影响其振荡频率。

6. 以下哪种因素对晶体振荡器的频率稳定性影响最小()A. 温度B. 电源电压C. 负载电容D. 布线电感答案:D解析:布线电感对晶体振荡器频率稳定性的影响相对较小,温度、电源电压和负载电容的影响较大。

7. 晶体振荡器输出的波形通常是()A. 正弦波B. 方波C. 三角波D. 锯齿波答案:A解析:晶体振荡器一般输出正弦波。

8. 为提高晶体振荡器的频率,可采取的方法是()A. 减小晶体的负载电容B. 增大晶体的负载电容C. 增加晶体的串联电阻D. 减少晶体的串联电阻答案:A解析:减小晶体的负载电容可以提高晶体振荡器的频率。

9. 晶体振荡器的起振条件是()A. 环路增益大于1B. 环路增益小于1C. 环路增益等于1D. 环路增益为0答案:A解析:环路增益大于1 是振荡器起振的条件。

10. 晶体振荡器的相位平衡条件是()A. 反馈信号与输入信号同相B. 反馈信号与输入信号反相C. 反馈信号超前输入信号90 度 D. 反馈信号滞后输入信号90 度答案:A解析:相位平衡条件要求反馈信号与输入信号同相。

晶体Crystal振荡电路原理、分类及设计

晶体Crystal振荡电路原理、分类及设计

晶体Crystal振荡电路原理、分类及设计目录1.文档简介 (3)2.晶体振荡电路的工作原理 (3)2.1石英晶体特性 (3)2.2并联型晶体振荡电路 (4)2.3串联型晶体振荡电路 (6)3.时钟的重要参数 (6)4.晶体振荡器种类 (11)4.1普通晶体振荡器 (11)4.2温度补偿晶体振荡器 (12)4.3恒温晶体振荡器 (14)5.CRYSTAL(晶体)电路设计 (14)5.1晶体电路设计器件说明及选择 (15)5.2PCB布局设计 (16)6.晶体常见问题举例 (16)6.1不起振问题分析与解决 (16)6.2频偏过大 (17)7.总结 (17)附录一相关公式推导一 (18)附录二相关公式推导二 (20)1.文档简介本文主要介绍了晶体振荡电路的工作原理,时钟的重要参数,晶体振荡器的种类,晶体电路设计及晶体常见问题的举例。

2.晶体振荡电路的工作原理晶体(石英晶体)振荡电路主要由主振电路和石英谐振器组成,主振电路将直流能量转换成交流能量,振荡器频率主要取决于石英晶体谐振器。

振荡电路一般采用反馈型电路,按晶体在振荡电路中的作用,又可以分为串联型晶体振荡电路和并联型晶体振荡电路。

本章首先介绍石英晶体的特性,然后分别介绍并联型晶体振荡电路和串联型晶体振荡电路的结构及工作原理。

2.1石英晶体特性晶体(石英晶体)之所以能作为振荡器产生时钟,是基于它的压电效应:所谓的压电效应是指电和力的相互转化,即,如果在晶体的两端施加压缩或拉伸的力,晶体的两端会产生电压信号;同样的,在晶体的两端施加电压信号,晶体会产生形变。

而且这种转化在某特定的频率上效率最高,此频率(由晶片的尺寸和形状决定)即为晶体的谐振频率。

实际应用的晶片是由石英晶体按一定的方向切割而成的,晶片的形状可以各种各样,如方形、矩形或圆形等。

由于晶体的物理性质存在各向差异性,相同的晶体按不同晶格方向切下的晶片,会产生不同的物理特性。

因此,晶体的切割方法是非常重要的,对石英晶体来说,有AT/BT/DT/GT/IT/RT/FC/SC等不同的切法,要根据具体的需求选择相应的切法切割晶片,其中最常用的有AT切和SC切。

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。

晶体振荡器的几大优点优势

晶体振荡器的几大优点优势

在零几年的时候石英晶体振荡器才开始让外售,因为在不同的工程使用,对晶体振荡器频率的技术性能要求不同。

有的要求频率短期稳定度高;有的要求简单好用;有的要求长期稳定性高;有的要求开机后短时间内能稳定工作;有的要求能抗很强的冲击与振动等等。

Realgiant给大家分析根据晶体振荡器的功能和实现技术的不同,可以将晶器分为以下几类:一、电压控制式晶体振荡器(VCXO)这是根据晶振是否带压控功能来进行分类的,它利用外加控制电压偏置或调制其频率输出的晶体振荡器。

具体工作电路由石英谐振器、压控电容和振荡电路组成,通过电压改变压控电容的容值,从而改变石英晶体振荡器的振荡频率,其精度是1E-5~1E-6量级。

二、温度补偿式晶体振荡(TCXO)这种晶体振荡器是在普通晶振的基础上采用了一些温度补偿手段来提高振荡器的温度稳定性。

它的主要原理是通过感应环境温度,并利用一定的功能电路产生与晶体温度频率特性离散相反的电压信号,将该电压作用于压控晶体振荡器 VCXO,从而抵消频率随温度的离散,达到稳定输出频率的效果。

传统的TCXO 使用温度敏感器件如电阻器和热敏电阻进行温度补偿,频率精度达到 1E-6~1E-7量级,其补偿效果完全取决于热敏电阻、电容以及压敏电容的性能,而且芯片面积较大,不利于集成;随着补偿技术的进一步发展,采用模拟器件进行补偿,面积大大减小,TCXO 可以适当提高精度达到约 1.5ppm;如果要求稳定度在0.5ppm 以上,则需要能够实现数字化自动补偿 TCXO,这种数字化补偿的 TCXO 又叫 DTCXO,用单片机进行补偿时我们称之为微处理机补偿晶体振荡器(MCXO),由于采用了数字化技术,这一类型的晶振在温度特性上达到了较高的精度,并且能够适应更宽的工作温度范围,主要应用于对时钟稳定性敏感领域和使用环境相对恶劣的场合。

三、恒温控制式晶体振荡(OCXO)这类型晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术。

它是利用恒温槽精密控温,使晶体振荡器或石英晶体振子工作在晶体的零温度系数点温度上,将由周围温度变化引起的振荡器输出频率变化量削减到最小的晶体振荡器。

石英晶振与石英晶体振荡器的区别

石英晶振与石英晶体振荡器的区别

石英晶振和石英振荡器的最大区别在于石英晶振不用带电压输出,晶体内部晶片产生同的,通常的接法是一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压.
石英晶体振荡器是利用石英晶体(二氧化硅的结晶体)的压电效应制成导入输出电压的一种谐振器件,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)。石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型.其中无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种。振荡器大类以下的规格一般可分为SPXO普通振荡器,TCXO温补晶振,VCXO压控晶振,还有最精密的一种VC-TCXO压控温补振荡器,OCXO恒温晶振。
石英晶振和石英振荡器都是晶振的主要种类,当然我们日常所见的石英晶振是比较多的,如贴片系列的2520、3225、5032、7050等还有49S系列,石英圆柱表晶千赫兹系列等,这些都可以称之为石英晶振,用途也很广泛,特别是32.768KHZ晶振用在消费类产品和时钟显示产品中。下面让我们和松季电子一起来看看石英晶振与石英晶体振荡器的区别。

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.。

晶振基础知识介绍

晶振基础知识介绍

晶振基础知识介绍晶振:即所谓石英晶体谐振器(无源)和石英晶体振荡器(有源)的统称。

无源和有源的区别: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。

石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。

石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振,而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。

振荡器直接应用于电路中,谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。

振荡器比谐振器多了一个重要技术参数:谐振电阻(RR),谐振器没有电阻要求。

RR的大小直接影响电路的性能,因此这是各商家竞争的一个重要参数。

晶振的原理:压电效应(物理特性):在水晶片上施以机械应力时,,会产生电荷的偏移,即为压电效应。

逆压电效应:相对在水晶片上印加电场会造成水晶片的变形即产生逆压电效应,利用这种特性产生机械振荡,变换成电气信号。

晶振的作用:一、为频率合成电路提供基准时钟,产生原始的时钟频率。

二、为电路产生震荡电流,发出时钟信号晶振的分类:一、按材质封装(1).金属封装-SEAMTYPE (2).陶瓷封装-GLASSTYPE二、贴装方式(1).直插封装-DIP (2).贴片封装-SMD三、按产品类型(1).crystal resonator—晶体谐振器(无源晶体)(2).crystal oscillator—晶体振荡器(有源晶振)---SPXO 普通有源晶体振荡器---VCXO电压控制晶体振荡器---TCXO 温度补偿晶体振荡器---VC-TCXO压控温补晶体振荡器(3).crystal filter—晶体滤波器(4).tuning fork x’tal (khz)-水晶振动子部分 KDS晶振图例:DT-14/DT-26/DT-38 DMX-26S DSX220G DSO321SR/221SR HC-49S/AT-49DSX321G/221 G SM-14J DSV531SV DSX530G/840GDSA/B321SDA晶振的名词术语:SMT :Surface Mount Technology 表面贴装技术SMD :Surface Mount Device 表面贴装元件OSC :Oscillator Crystal 晶体振荡器TCXO :Temperature Compensate X‘tal Oscillator 温度补偿晶体振荡器VC-TCXO :Voltage Controlled, Temperature Compensated Crystal Oscillator 压控温度补偿晶体振动器 VCXO :Voltage Control Oscillator 压控晶体振动器 DST410S/310S/210A DSX320G DSA/B321SCL HC-49SMD/SMD-49晶振的重要参数:1、标称频率F:晶体元件规范(或合同)指定的频率。

晶振知识大全

晶振知识大全

晶振知识大全(总17页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除晶振的定义: 晶振的英文名称为crystal. 石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成,主要是为电路提供频率基准的元器件。

晶振的分类:1.按制作材料,分为石英晶振和陶瓷晶振。

石英晶振: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。

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。

陶瓷晶振:指用陶瓷外壳封装的晶振,跟石英晶振比起来精度要差一些,但成本也比较低,主要用在对频率精度要求不高的电子产品中。

陶瓷晶振就是晶体逆压电效应原理,陶瓷谐振器的工作原理就是既可以把电能转换为机械能,也可以把机械能转换为电能。

目前陶瓷谐振器的类型按照外形可以分为直插式和贴片式两中。

2. 从功能上分晶振分为无源晶振和有源晶振。

无源晶振即为石英晶体谐振器,而有源晶振即位石英晶体振荡器。

无源晶振只是个石英晶体片,使用时需匹配相应的电容、电感、电阻等外围电路才能工作,精度比晶振要低,但它不需要电源供电,有起振电路即可起振,一般有两个引脚,价格较低。

有源晶振内部含有石英晶体和匹配电容等外围电路,精度高、输出信号稳定,不需要设计外围电路、使用方便,但需要电源供电,有源晶振一般是四管脚封状,有电源、地线、振荡输出和一个空置端。

使用有源晶振时要特别注意,电源必须是稳压的且电源引线尽量短,并尽量与系统中使用晶振信号的芯片共地。

3、从封装形式上分有直插型(DIP)和贴片型(SMD)。

4、按谐振频率精度,分为高精度型、中精度型和普通型晶振。

5、按应用特性,分为串联谐振型晶振和并联谐振型晶振。

9种晶体振荡器电路汇总

9种晶体振荡器电路汇总

9种晶体振荡器电路汇总一、70MHz并联晶体振荡器电路:图1. 70MHz并联晶体振荡器电路三极管TV2进行信号放大,经电容C8耦合输出。

其中,电阻RI、R2和电阻R5、R6、R7是三极管VT1和VT2的直流偏置元件。

L2是高频扼流线圈,给振荡管VT1的集电极电流提供一个直流通路。

C2为隔直电容。

C3、C7是交流旁路电容,使VT1的发射极处于交流零电位,但直流电位不为零。

电感L1,电容C6,电阻R3为改善电源滤波电路,其作用是减少纹波电压以振高直流分量。

略调电容C4、C8,可以改变耦合信号的大小。

1.元器件选择电容C1为20p,C2为100p,C3、C7为820p,C4为56p,C5、C8为47p, C6为47u/50V。

电感L1为22uH(色码电感),L2为0.3uH。

电阻R1为1.6kΩ,R2为1kΩ,R3为750Ω,R4为180Ω、1W,R5为1.3kΩ,R6为3kΩ,R7为360Ω,R8为470Ω,R9—R12为300Ω、2W。

三极管VT1、VT2选3DG82B,65≤β≤115。

晶体SJT用JA9B型-70MHz。

继电器KM为JUC-1M。

2.使用时应注意(1) 在应用石英晶体时,有一个必须注意的实际问题,这就是晶体本身的激励功率。

激励功率较大时,输出功率也大,这时,晶体三极管引入的噪声影响不大。

但是,晶体激励功率过大会使晶体长期稳定性(老化特性)变坏。

晶体激励功率小时,长期稳定性较好,但是使用低噪电子元件技术网是第一个针对电子元器件应用、选型和实用设计方案的技术网络媒体。

声晶体三极管较佳。

(2) 由于晶体频率受温度影响很大,为保证对晶体频率稳定度的要求,必须注意晶体恒温。

即将晶体放在恒温槽内,由恒温控制电路来保证恒温槽内的温度使其维持在晶体的拐点温度。

因此,为使振荡频率和震荡幅度稳定,将晶体SJT和VT1、VT2放入恒温箱内。

恒温箱是用R9-R12四只2W金属膜电阻加热,一只小型密封温度继电器KM作温度控制元件。

proteus晶振元件名称

proteus晶振元件名称

proteus晶振元件名称Proteus晶振元件名称晶振元件在电子设备中起着至关重要的作用,它是一种用于产生稳定频率的元件,被广泛应用于各种电子产品中。

在Proteus软件中,晶振元件也具有不同的名称和规格,下面将介绍几种常见的Proteus 晶振元件名称及其特点。

1. XTAL - 晶体振荡器XTAL是Proteus软件中常见的晶振元件名称,它代表晶体振荡器。

晶体振荡器是一种利用晶体的谐振性质产生稳定频率的元件。

在电子电路中,晶体振荡器常用于时钟信号的产生,确保电子设备能够按时运行。

2. CRYSTAL - 晶体振荡器CRYSTAL也是Proteus软件中常见的晶振元件名称,与XTAL类似,代表晶体振荡器。

晶体振荡器在电子设备中应用广泛,不仅用于时钟信号的产生,还可用于频率合成、通信系统等领域。

3. CRYSTAL OSCILLATOR - 晶体振荡器除了XTAL和CRYSTAL外,Proteus软件中还有一种晶振元件名称为CRYSTAL OSCILLATOR,即晶体振荡器。

晶体振荡器可分为被动晶振和主动晶振两种类型,被动晶振由晶体和振荡电路组成,主动晶振还包含放大电路。

4. XTAL OSCILLATOR - 晶体振荡器XTAL OSCILLATOR是Proteus软件中另一种常见的晶振元件名称,与CRYSTAL OSCILLATOR类似,代表晶体振荡器。

晶体振荡器的频率稳定性和精度较高,适用于对频率要求严格的电子设备中。

总的来说,Proteus软件中的晶振元件名称多样,代表着不同类型的晶体振荡器。

这些晶振元件在电子设备的设计和仿真中起着关键作用,能够提供稳定的时钟信号和频率源,确保电子设备的正常运行。

希望以上介绍能帮助大家更好地了解Proteus晶振元件的名称及其特点。

不同晶振分类

不同晶振分类

晶振分类1.陶瓷晶振陶瓷晶振是属于压电材料频率元件,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;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”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:千分之三和千分之五2.石英晶振石英晶振就是用石英材料做成的石英晶体谐振器,俗称晶振。

起产生频率的作用,具有稳定,抗干扰性能良好的特性,广泛应用于各种电子产品中。

3.硅晶振MEMS振荡器,俗称:硅晶振。

是一种采用半导体标准半导体工艺制程,将先进的MEMS 微机电系统(Micro-Electro-Mechanical System)与CMOS电路技术相结合的高性能全硅时钟频率元件,彻底解决有人工大量参与生产的石英振荡器稳定性不高,频率有限,尺寸较大,品质一致性差,易停振、不起振、温漂大、备货时间长,并且受材料特性限制产能等一系列问题。

2.1石英晶振2.1.1有源晶振在电子学上,通常将含有晶体管元件的电路称作“有源电路”(如有源音箱、有源滤波器等),而仅由阻容元件组成的电路称作“无源电路”。

电脑中的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)。

无源晶振是有2个引脚的无极性元件,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;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。

石英晶体振荡器的频率稳定度可达10^-9/日,甚至10^-11。

例如10MHz的振荡器,频率在一日之内的变化一般不大于0.1Hz。

晶振知识

晶振知识

晶振知识晶振有着不同使用要求及特点,通分为以下几类:普通晶振、温补晶振、压控晶振、温控晶振等。

在测试和使用时所供直流电源应没有足以影响其准确度的纹波含量,交流电压应无瞬变过程。

测试仪器应有足够的精度,连线合理布置,将测试及外围电路对晶振指标的影响降至最低。

以下内容将逐项为您解答有关晶振的相关知识。

基本概述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。

主要参数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)。

晶振与晶体的参数详解

晶振与晶体的参数详解

晶振与晶体的参数详解1. 晶振与晶体的区别1) 晶振是有源晶振的简称,又叫振荡器。

英文名称是oscillator。

晶体则是无源晶振的简称,也叫谐振器。

英文名称是crystal.2) 无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件,需要借助时钟电路才能产生振荡信号。

常见的有49U、49S封装。

3) 有源晶振(晶振)一般是表贴四个脚的封装,内部有时钟电路,只需供电便可产生振荡信号。

一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式。

2. MEMS硅晶振与石英晶振区别MEMS硅晶振采用硅为原材料,采用先进的半导体工艺制造而成。

因此在高性能与低成本方面,有明显于石英的优势,具体表现在以下方面:1) 全自动化半导体工艺(芯片级),无气密性问题,永不停振。

2) 内部包含温补电路,无温漂,-40—85℃全温保证。

3) 平均无故障工作时间5亿小时。

4) 抗震性能25倍于石英振荡器。

5) 支持1-800MHZ任一频点,精确致小数点后5位输出。

6) 支持1.8V、2.5V、2.8V、3.3V多种工作电压匹配。

7) 支持10PPM、20PPM、25PPM、30PPM、50PPM等各种精度匹配。

8) 支持7050、5032、3225、2520所有标准尺寸封装。

9) 标准四脚、六脚封装,无需任何设计改动,直接替代石英振荡器。

10) 支持差分输出、单端输出、压控(VCXO)、温补(TCXO)等产品种类。

11) 300%的市场增长率,三年内有望替代80%以上的石英振荡器市场。

3. 晶体谐振器的等效电路上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。

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。

《晶体振荡器basic》PPT课件

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晶振的缺点
受石英晶体自身的特性限制,比较脆弱,抗 震性能差;
由于切割尺寸难以继续缩小,频率难以继续 提高;
受封装限制,体积、价格难以继续降低。
石英晶体振荡器市场规模TAM
据统计报道,目前全球石英晶体振荡器市场年 规模约为30亿美元,每年生产100亿颗石英晶 体振荡器,应用涉及汽车、电视、摄像机、个 人电脑、便携式设备等等几乎一切电子设备。
各种晶振的精度范围
普通晶体振荡器(SPXO)可产生10^(-5)~10^(-4)量级的频率精度,标 准频率1—100MHZ,频率稳定度是±100ppm。SPXO没有采用任何温度频 率补偿措施,价格低廉,通常用作微处理器的时钟器件。封装尺寸范围从 21×14×6mm及5×3.2×1.5mm。
电压控制式晶体振荡器(VCXO)的精度是10^(-6)~10^(-5)量级,频率 范围1~30MHz。低容差振荡器的频率稳定度是±50ppm。通常用于锁相环 路。
石英晶体的等效电路
石英晶体在电气上它可以等效成一个电感、电阻、电容串联再 并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反馈放大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。
基于机械谐振器件的时钟源,如晶振、陶瓷 谐振槽路;MEMS振荡器属于机械式。
基于相移电路的时钟源,如:RC (电阻、电 容),LC (电感、电容)振荡器。

晶振基础知识2

晶振基础知识2
式中:Fmax、Fmin分别为工作温度范围内最大和最 小的输出频率。
Fo:标称频率。
B、高温特性:△Fth=∣Fth-F25∣/Fo
低温特性:△Ftl= ∣Ftl-F25∣/Fo
式中:F25---在25℃环境温度下的输出频率。 Fth---在工作温度范围内高端的环境温度下的 最大输出频率。 Ftl---在工作温度范围内低端的环境温度下的 最小输出频率。
振荡器输出为方波时,方波信号的一个周期内,高电平 所占周期(TH)与一个完整周期(To)的比率。指标没 要求的按40%~60%测试。
TH To
23、上沿延迟(Tr)和下沿延迟(Tf),单位: ns。
上沿延迟:振荡器输出为方波时,方波信号从幅度为Vo* 10%上升到幅度为Vo*90%所延迟的时间。 下沿延迟:振荡器输出为方波时,方波信号从幅度为Vo* 90%下降到幅度为Vo*10%所延迟的时间。 注:Vo为方波信号的电压幅度。 指标没要求的,上升沿时间和下降沿时间默认为≤6ns。
27、压控电压范围。
又称控制电压(VC),就是振荡器外加的压控电压范 围(由产品详细测试规范规定)。一般有以下几种: a、0~5V b、0~4V c、0.5~4.5V d、0~3.3V
三、石英晶体特性。
1、石英晶体的材料。
分为以下两种: a、天然水晶 b、人造水晶(SiO2)
2、石英晶体的种类。
1
压控石英 晶体振荡器 温度补偿石英 晶体振荡器 数字补偿石英 晶体振荡器 恒温控制石英晶 体振荡器
DCXO
OCXO
2
组合恒温石英晶 体振荡器
POCXO
是一种组合型石英晶体振荡器,利用数字电路以达 到高振荡频率晶体振荡器的高稳定性,低老化率。
二、术语和定义
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AT-cut频率温度特性与切割角度的关系
25 20 15 10

R
AT-cut
35¼ o
r m
Z
49o
BT-cut
R m r
8’ 7’ 6’ 5’ 4’
R
Y R -1’ 0’ 1’ 2’ 3’ 4’ 5’
Z
Y-bar quartz
(ppm)
5 0 -5 -10 -15
f f
3’ 2’ 1’ 0’ -1’
-20 -25
= 35o 12.5’+ , = 0 for fundamental mode plano-plano AT-cut
-5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
= 35o 20’ + , = 0 for 5th overtone AT-cut
X X Y Z Z
EXTENSIONAL along:
Y
Z X

X

Y
SHEAR about:
Y
Z
石英晶体六角锥体两顶点的连线称为Z轴,又称光轴;在Z轴垂直的横截面上, 六角形的三条对角线称为X轴,又称电轴;与X轴垂直的三条线称为Y轴,又称机 械轴。若在电轴或机械轴方向对石英片施加外力使其形变 ,则垂直与该轴的方向 上会产生符号相反、数值相等的电荷。
_
_
_
+
X
_
_
- + +
+ _
+
X
+无形变形变 Nhomakorabea压电效应能使压电晶体的机械特性和电路信号之间相互转化 。石英在 电场的作用下,有五种机械变化。下页显示的变化模式可以在合适的 电极位置和形状下产生。常用Y-切系列,包括AT、BT和ST切。
Modes of Motion
弯曲模式
延长模式
对角拉伸模式
6’
7’ 8’
80 85 90
-45 -40 -35 -30 -25
-20 -15 -10
Temperature (oC)
SC and AT-cuts的比较
SC-cut 的优势 • 瞬时温度补偿---能适应快速温度变化 • 能做成高稳定的OCXO and MCXO---静态和动态频率温度特性好 • 稳定性高 • 驱动电平低 • 平面压力补偿---边缘压力和弯曲引起的f 较小 • 对辐射的敏感度低 • 较高的电容比 ---振荡器阻抗变化引起的 f 较小 • 电极形状的敏感度低 SC-cut的劣势 : 制造恒温晶振(OCXO)的难度大 (它比 AT-cut 制成 精确的温补晶振 (TCXO) 而言更易制成微机补偿晶振(MCXO) )
z

0
-30o -60o

-90o


y
x xl
The AT, FC, IT, SC, BT, and SBTC-cuts 是零温度 系数切型中的几种。 LC 是用于石英温度计的一种 线性温度系数切型
Y-cut: +90 ppm/0C (厚度切割模式) X-cut: -20 ppm/0C (延长模式)
晶振教程
SSEEC FA研发中心
SY
.
目录
1. 2. 石英晶体………………………...…………………… 石英晶体谐振器…………………….………………. 3 13
3.
4. 5. 6. 7.
石英晶体振荡器……………………………………..
振荡器的稳定性…………………………………….. 我司实际使用的晶振相关介绍……………...…….. 石英晶体谐振器选用的注意事项……..…...……… 石英晶体谐振器在使用过程中的一些注意事项….
Bonding area Mounting clips
Seal Pins
Base
Top view of cover
等效电路
Spring
Mass
石英是什么
石英是拥有以下特性的唯一材料:
• 具有压电效应
• 存在零温度系数的切型
• 存在压力补偿的切型
• 低损耗(高Q) • 容易加工;在正常条件下,除了氟化物腐蚀剂,对所有物质存 在低溶性;硬而不脆。 • 自然界含量丰富;易于低成本大量生长,生成晶体有比较高的 纯度。
石英的压电效应
FIELD along: STRAIN
压电效应
Y
+ _ + + _ + _ + _ + _ _ _ + _ + + + _ + _ + + _ + _ + _ _ + _ + _ _ + _ + + _ _ + + _ + _ _ + _ + _ +
Y
_
+ _ + _ + _ _ + + _ + _ + _ + _ + _ + _ +
2、石英晶体谐振器
需要外加IC才能振荡
石英晶体谐振器应用范围
石英晶体谐振器是一种用于稳 定频率和选择频率的电子器件,已被广 泛应用于无绳电话载波通讯、广播电视、 卫星通讯、原子钟、数字仪表、计算机 程控交换机、VCD、DVD、彩电机顶盒、 铁路信号及通讯中的频率信号源设备中, 还可以作为温度、压力、重量的敏感元 件使用,现被广泛地应用于军用载波、 通讯设备与民用产品中。
28
36 54 64 69
1、石英晶体
石英是什么
• 石英是一种压电材料,在自然界中是一种
透明的结晶物 ,它有非常稳定的压电效应, 其化学与机械上的特性在早期的电子实验 中就引起了极大的关注。 • 石英的主要成份为二氧化硅,虽然地壳表 面有14%是由二氧化硅所组成,但相对可使 用的部份却较稀少,主要是因为满足不了 需要的纯度要求以它本身存在缺陷与瑕疵。
厚度切割模式
基频厚度切割模式 三次泛音厚度切割模式
石英晶体的泛音响应
jX
Spurious responses 0
Spurious responses
Spurious responses
Frequency
5th 泛音
-jX
3rd 泛音 基频
石英温度系数切割角度
90o 60o AT 30o FC LC SBTC BT 0o 10o 20o 30o IT SC
石英晶体谐振器的优点
1、稳定性好,变化小; 2、准确性好,精度高; 3、低功耗,激励功率小; 4、固定性(非可调式)。
石英晶体谐振器的构造
Two-point Mount Package Three- and Four-point Mount Package
Quartz blank Cover Electrodes Quartz blank Bonding area Cover Mounting clips Seal Pins Base
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