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晶體振蕩器有哪些應(yīng)用?
晶體振蕩器廣泛用于系統(tǒng)頻率源、導(dǎo)航以及其它通訊領(lǐng)域的普通石英晶體振蕩器(PXO),工作頻率范圍在1MHz至150MHz之間,頻率穩(wěn)定度為±25ppm,±50ppm和±100ppm,輸出上升和下降時(shí)間為5ns,老化率為±5ppm/年。
還有主要用于移動(dòng)電話、筆記本電腦、PHS、GPS設(shè)備和其它無線通信設(shè)備的SMD晶體振蕩器(PXO)和SMD壓控/溫補(bǔ)晶體振蕩器(VCXO/TCXO/VCTCXO),其PXO和VCXO型SMD晶振輸出邏輯與HCMOS/TTL兼容,因而提高了器件的適應(yīng)性和設(shè)計(jì)的靈活性。用于手機(jī)的SMD晶振主要特點(diǎn)有高精度、高穩(wěn)定度和小尺寸,精度高達(dá)±5ppm,同時(shí)采用的晶片色澤白皙同時(shí)具有低腐蝕性、不易起振,質(zhì)量很穩(wěn)定,尺寸規(guī)格有7×5mm、6×3.5mm、5×3.2mm、4×2.5mm。
頻率標(biāo)準(zhǔn)、通訊、電子儀表、測(cè)試裝置、精密計(jì)量等領(lǐng)域的高精度高穩(wěn)定度石英晶體振蕩器,可根據(jù)長期頻率穩(wěn)定度不同分為TCXO、OCXO、VCXO、SPXO、LPXO(低噪聲晶體振蕩器)等類型。
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(shí)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(shí)現(xiàn),這也是壓控作用的機(jī)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??;因此頻率的變化范圍也就越小。
晶體振蕩器的電路
晶體振蕩器電路通過從石英諧振器獲取電壓信號(hào),對(duì)其進(jìn)行放大并將其反饋回諧振器來維持振蕩。石英的膨脹和收縮速率是諧振頻率,由晶體的切割和尺寸決定。當(dāng)產(chǎn)生的輸出頻率的能量與電路中的損耗匹配時(shí),可以維持振蕩。
振蕩器晶體具有兩個(gè)導(dǎo)電板,在它們之間夾有一塊石英片或音叉。在啟動(dòng)期間,控制電路會(huì)將晶體置于不穩(wěn)定的平衡狀態(tài),并且由于系統(tǒng)中的正反饋,因此任何微小的噪聲被放大,增加振蕩。晶體諧振器也可以看作是該系統(tǒng)中的高頻率選擇濾波器:它僅使諧振頻帶周圍的頻率范圍很窄,從而使其他所有信號(hào)衰減。只有諧振頻率有效。當(dāng)振蕩器放大從晶體發(fā)出的信號(hào)時(shí),晶體頻帶中的信號(hào)變得更強(qiáng),主導(dǎo)了振蕩器的輸出。石英晶體的窄共振帶濾除了所有不需要的頻率。