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晶振
參數(shù)a. 標(biāo)稱頻率:在規(guī)定條件下,晶振的諧振中心頻率.
b. 調(diào)整頻差:在規(guī)定條件下,基準(zhǔn)溫度時(shí)的工作頻率相對(duì)標(biāo)稱頻率的偏離值.(ppm)
c. 溫度頻差:在規(guī)定條件下,在整個(gè)工作溫度范圍內(nèi),相對(duì)于基準(zhǔn)溫度時(shí)工作頻率的允許偏離值.
d. 負(fù)載諧振電阻:晶振與外部電容相串聯(lián),在負(fù)載諧振頻率時(shí)的電阻值.
e.負(fù)載電容: 是指與晶振一起決定負(fù)載諧振頻率的有效外界電容.常用標(biāo)準(zhǔn)值有:12pF 、 16pF 、 20pF 、 30pF.
振蕩器也可以分為插件和貼片。插件可以按大小和腳位來(lái)分。例如所謂全尺寸的,又稱長(zhǎng)方形或者14pin,半尺寸的又稱正方形或者8pin。不過(guò)要注意的是,這里的14pin和8pin都是指振蕩器內(nèi)部核心IC的腳位數(shù)。振蕩器本身是4pin。而從不同的應(yīng)用層面來(lái)分,又可分為OSC(普通鐘振)、TCXO(溫補(bǔ)鐘振)、VCXO(壓控鐘振)、OCXO(恒溫鐘振)等等。
在振蕩器應(yīng)用上,振蕩器總是選擇很強(qiáng)的模式工作。一些干擾模式有急劇升降的頻率—溫度特性。有時(shí)候,當(dāng)溫度發(fā)生改變,在一定溫度下,寄生模的頻率與振蕩頻率一致,這導(dǎo)致了“活動(dòng)性下降”。在活動(dòng)性下降時(shí),寄生模的激勵(lì)引起諧振器的額外能量的消耗,導(dǎo)致Q 值的減小,等效串聯(lián)電阻增大及振蕩器頻率的改變。當(dāng)阻抗增加到相當(dāng)大的時(shí)候,振蕩器就會(huì)停止,即振蕩器失效。當(dāng)溫度改變遠(yuǎn)離活動(dòng)性下降的溫度時(shí),振蕩器又會(huì)重新工作。寄生模能有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)和封裝方法控制。不斷修正電極與晶片的尺寸關(guān)系(即應(yīng)用能陷原則),并保持晶片主平面平行,這樣就能把寄生模很小化。
石英晶體振蕩器的基本原理
符號(hào)和等效電路
石英晶體諧振器的符號(hào)和等效電路如圖2所示。當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí),可把它看成一個(gè)平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關(guān),一般約幾
個(gè)PF到幾十PF。當(dāng)晶體振蕩時(shí),機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來(lái)等效。一般L的值為幾十mH到幾百mH。晶片的彈性可用電容C來(lái)等效,C的值很小,一般只有0.00020.1pF。晶片振動(dòng)時(shí)因摩擦而造成的損耗用R來(lái)等效,它的數(shù)值約為100Ω。由于晶片的等效電感很大,而C很小,R也小,因此回路的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)1000~10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān),而且可以做得準(zhǔn)確,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。