晶體振蕩器在每個(gè)電子設(shè)備中都扮演著重要的角色,就像人的心臟一樣。沒(méi)有心臟,它就無(wú)法生存。電子設(shè)備也是如此。成了各種各樣的電子設(shè)備供市場(chǎng)應(yīng)用,如今天由晶振商城給大伙伴們?cè)敿?xì)介紹了以下有關(guān)石晶振幅的合理應(yīng)用。
晶體振蕩器也可以等效為一個(gè)電容器和一個(gè)并聯(lián)電阻和一個(gè)串聯(lián)電容器的兩端網(wǎng)絡(luò)。在電工技術(shù)中,這個(gè)網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)共振點(diǎn)。低頻為串聯(lián)諧振,高頻為良好的并聯(lián)諧振。鑒于晶體本身的性能導(dǎo)致兩個(gè)頻率之間的間隔非常近,晶體振蕩器在這個(gè)非常窄的頻率范數(shù)中相當(dāng)于一個(gè)傳感器,只要晶體振蕩器的兩側(cè)并聯(lián)合適的電容器,它就構(gòu)成一個(gè)平行的諧振電路。該并聯(lián)諧振電路可與負(fù)反饋電路結(jié)合,形成正弦波振蕩電路。由于產(chǎn)品振蕩器相當(dāng)于窄頻率范圍內(nèi)的電感器,即使其它電子元件的基本參數(shù)發(fā)生變化,這種石英晶體振蕩器的頻率也不會(huì)發(fā)生太大的變化。
頻率基準(zhǔn)元件的晶振取決于什么?
晶體振蕩器的一個(gè)重要基本參數(shù)是負(fù)載電容值。選擇負(fù)載電容值相同的并聯(lián)電容器,可以得到晶體振蕩器的名義諧振頻率。
通常的晶體振蕩器電路連接到倒置放大器兩端的晶體振蕩器(注意放大器不是反相器),然后兩個(gè)電容器分別連接到晶體振蕩器的兩端。每個(gè)電容器再次接地。兩個(gè)串聯(lián)電容器的電容值應(yīng)等于負(fù)載電容。溫馨提醒,普通IC的腳位往往具有同等的輸入電容,這是不可忽視的。
普通晶體振蕩器的負(fù)載電容為15P或125P,如果考慮元件腳的等效輸入電容,則最好確定由兩個(gè)22P電容器組成的晶體振蕩器的振蕩電路。
晶體振蕩器是為電路提供頻率標(biāo)準(zhǔn)的電子元件。它通常分為兩類:有源晶體振蕩器和無(wú)源晶體振蕩器。無(wú)源晶體振蕩器需要芯片內(nèi)部的振蕩。另外,晶體振蕩器的數(shù)據(jù)信號(hào)電壓取決于啟動(dòng)電路,允許不同的電壓。然而,由于無(wú)源晶體振蕩器數(shù)據(jù)信號(hào)的質(zhì)量和精度都很低,因此必須對(duì)外圍電路(電感和電容)進(jìn)行精確匹配。如果你需要更換晶體振蕩器,你應(yīng)該由你的同事更換外圍電路。有源晶體振蕩器不需要芯片的內(nèi)部振蕩器。它還可以提供高精度的頻率標(biāo)準(zhǔn)。數(shù)據(jù)信號(hào)質(zhì)量?jī)?yōu)于無(wú)源晶體振蕩器。
每個(gè)芯片的參考手冊(cè)將顯示外部晶體振蕩器輸入的標(biāo)準(zhǔn)電路,該標(biāo)準(zhǔn)電路將闡明芯片的最大工作頻率和其他技術(shù)參數(shù),并應(yīng)熟練設(shè)計(jì)電路。與電子計(jì)算機(jī)的CPU不同,目前單片機(jī)所能接受的晶體振蕩器工作頻率相對(duì)較低,但足以滿足一般控制電路的要求。
晶體振蕩器又分為無(wú)源晶體振蕩器和有源晶體振蕩器。被動(dòng)晶體振蕩器不同于英語(yǔ)中的主動(dòng)晶體振蕩器。被動(dòng)晶體振蕩器是晶體,主動(dòng)晶體振蕩器是振蕩器。被動(dòng)式晶體振蕩器需要依靠時(shí)鐘電路來(lái)形成振蕩信號(hào),所以它本身不能振蕩,所以“被動(dòng)式晶體振蕩器”的表達(dá)式不準(zhǔn)確;被動(dòng)式晶體振蕩器是一個(gè)完整的振蕩器。
諧振子包括石英(或其晶體振蕩器材料)晶體諧振器、陶瓷諧振器、LC諧振器等。
晶體振蕩器和諧振振蕩器有它們共同的交叉有源晶體振蕩器。
石英晶片產(chǎn)生振蕩電路(共振)的原因是其壓電效應(yīng)。從量子力學(xué)的角度可知,如果在晶圓的兩個(gè)平行板電容器之間加上一個(gè)靜電場(chǎng),晶體就會(huì)發(fā)生機(jī)械變形。相反,如果在平行板電容器之間施加機(jī)械力,則會(huì)在相關(guān)方向上形成靜電場(chǎng),稱為壓電效應(yīng)。
在平行板電容器之間加入交變電場(chǎng)電壓,會(huì)形成機(jī)械變形振動(dòng),機(jī)械變形振動(dòng)也會(huì)形成交變電場(chǎng)。通常,這種機(jī)械運(yùn)動(dòng)的振幅相對(duì)較小,其振動(dòng)頻率非常穩(wěn)定。但當(dāng)交變電場(chǎng)電壓的工作頻率與晶片的諧振頻率相同時(shí)(這取決于晶片尺寸),機(jī)械運(yùn)動(dòng)的振幅將大大增加。這種現(xiàn)象稱為壓電共振,所以石英晶體又稱石英晶體諧振器。其特點(diǎn)是高頻穩(wěn)定。
石英晶體振蕩器和石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的電子元件。石英晶體振蕩器利用石英晶體的壓電效應(yīng)進(jìn)行振蕩,而石英晶體諧振器則利用石英晶體振蕩器和嵌入式集成電路共同工作。
振蕩器直接用于電路中。當(dāng)諧振器工作時(shí),通常需要提供3.3V的工作電壓才能連續(xù)工作。與諧振器相比,振蕩器還有一個(gè)關(guān)鍵的基本參數(shù):諧振電阻(RR),它不需要電阻。RR的大小直接影響著電路的性能指標(biāo),也是賣方市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的另一個(gè)重要的基本參數(shù)。