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晶體諧振器的壓電效應
石英晶體諧振器之所以有選頻特性,是因為其具有“壓電效應”和“壓電諧振”現(xiàn)象,即在外加信號頻率不同時,它可以呈現(xiàn)出不同的電抗特性,壓電效應:機械力-----電荷電場
在石英晶體的兩個電極上加一電場,晶片就會產(chǎn)生機械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機械玉力,則在晶片相應的方向上將產(chǎn)生電場
壓電諧振:交變電壓一頻率相同的變形振動一交變電荷一回路中形成電流
選擇振蕩器時需要考慮哪些因素
選擇振蕩器時需要考慮功耗。分立振蕩器的功耗主要由反饋放大器的電源電流以及電路內(nèi)部的電容值所決定。CMOS放大器功耗與工作頻率成正比,可以表示為功率耗散電容值。比如,HC04反相器門電路的功率耗散電容值是90pF。在4MHz、5V電源下工作時,相當于1.8mA的電源電流。再加上20pF的晶振負載電容,整個電源電流為2.2mA。陶瓷諧振槽路一般具有較大的負載電容,相應地也需要更多的電流。相比之下,晶振模塊一般需要電源電流為10mA ~60mA。硅振蕩器的電源電流取決于其類型與功能,范圍可以從低頻(固定)器件的幾個微安到可編程器件的幾個毫安。一種低功率的硅振蕩器,如MAX7375,工作在4MHz時只需不到2mA的電流。在特定的應用場合優(yōu)化時鐘源需要綜合考慮以下一些因素:精度、成本、功耗以及環(huán)境需求。
晶體振蕩器的基本原理及特性
晶振一般采用電容三端式(考畢茲) 交流等效振蕩電路;實際的晶振交流等效電路其中 Cv 是用來調(diào)節(jié)振蕩頻率,一般用變?nèi)荻O管加上不同的反偏電壓來實現(xiàn),這也是壓控作用的機理;把晶體的等效電路代替晶體后。其中 Co,C1,L1,RR 是晶體的等效電路。采用泛音次數(shù)越高的晶振,其等效電容 C1 就越小;因此頻率的變化范圍也就越小。