石英晶體本身不是振蕩器。它只能通過主動激勵和被動電抗網(wǎng)絡來振蕩。SPXO主要由高質(zhì)量因數(shù)的晶振(晶體振蕩器)和反饋振蕩電路組成。石英晶體振蕩器是振蕩器的重要組成部分。晶體的頻率(基頻或n次諧波頻率)及其溫度特性在很大程度上取決于晶體的切割方向。石英晶體諧振器的基本結構、封裝及等效電路。只要在晶體振子極板上施加交流電壓,晶片就會產(chǎn)生機械變形和振動,稱為逆壓電效應。當外加電壓頻率等于晶體諧振器的固有頻率時,會發(fā)生壓電諧振,導致機械變形幅度的突然增大。
石英晶振的基本作用原理
石英晶振(石英晶體振蕩器)是由石英晶體(二氧化硅的產(chǎn)物)的壓電效應構成的一種諧振器件。它的基本木材結構大致如下:從石英晶體中按一對一的方位(稱為晶圓)切割薄片(稱為晶圓),可以是正方形和正方形。石英晶體諧振器是由矩形或圓形組成,在其兩個相應的表面上涂有銀層作為電極,并在每個電極上焊接一根引線以連接到管腳。所述封裝殼被添加以形成石英晶體諧振器,簡稱石英晶體或晶體和晶體振蕩器。它的產(chǎn)品通常用金屬外殼封裝,也可以用玻璃外殼、陶瓷或塑料包裝。
壓電效應
如果在石英晶體的兩個電極上施加電場,晶片就會發(fā)生機械變形。相反,如果在晶圓的兩側施加機械壓力,則會在晶圓的相應方向上產(chǎn)生電場。這種物理現(xiàn)象叫做壓電效應。如果在晶圓的兩極施加交流電壓,晶圓將產(chǎn)生機械振動,晶圓的機械振動將產(chǎn)生交變電場。一般來說,晶片的機械振動和交變電場的振幅很小,但當施加交變電壓的頻率為一定值時,其振幅明顯增大,遠大于其它頻率。這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,與LC電路的諧振現(xiàn)象非常相似。其諧振頻率與晶片的切削方式、幾何結構和尺寸有關。
石英晶體振蕩器的操作
石英晶體諧振器的符號和等效電路如圖所示。當晶體不振蕩時,可將其視為稱為靜電電容器C的扁平電容器。其大小與晶圓的幾何形狀和電極的面積有關。一般來說,它大約是幾個pfs到幾十個pfs。當晶體振蕩時。機械振動的慣性可以等效于電感L,一般來說,L的值是幾十mH到幾百mH。晶圓的彈性相當于電容c,c值很小,一般只有0.0002-0.1pf。晶圓振動過程中的摩擦損失相當于r,其數(shù)量約為100。由于晶片的等效電感很大,而c很小,r也很小,所以電路的品質(zhì)因數(shù)q很大,高達1000-10000。另外,晶片本身的諧振頻率基極只與晶片的切割方式、幾何結構和尺寸有關,而且可以精確制作。因此,由石英振蕩器組成的振蕩電路可以達到高頻穩(wěn)定。
石英振蕩器的優(yōu)點
隨著電視技術的發(fā)展,500kHz或503kHz的晶體振蕩器已成為彩色電視線場電路的振蕩器源。采用1/3分頻法得到了15625Hz的線頻,大大提高了線頻的穩(wěn)定性和可靠性。晶體振蕩器價格便宜,易于更換。
在通信系統(tǒng)產(chǎn)品中,石英晶體振蕩器的價值得到了更廣泛的體現(xiàn),也得到了更快的發(fā)展。許多高性能石英晶體振蕩器主要應用于通信網(wǎng)絡、無線數(shù)據(jù)傳輸、高速數(shù)字數(shù)據(jù)傳輸?shù)阮I域。
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時鐘晶振頻率 時鐘晶振頻率 時鐘晶振作用 時鐘晶振誤差 時鐘晶振貼片電容 時鐘晶振電路作用