欧宝娱乐平台网站:石英晶振的电路组成规划与原理剖析
作者:欧宝娱乐下载平台} 发布时间:2022-08-16 07:14:24

  石英晶振便是用石英资料做成的石英晶体谐振器,俗称晶振。常用的有85M晶振12mhz晶振等等。能够起到发生频率的效果,具有安稳,抗干扰功能杰出的, 而且广泛的应用于各种电子产品中。石英晶振便是用石英资料做成的石英晶体谐振器,俗称晶振。常用的有85M晶振、12mhz晶振等等。能够起到发生频率的效果,具有安稳,抗干扰功能杰出的, 而且广泛的应用于各种电子产品中。

  石英晶体振动器是运用石英晶体(二氧化硅的结晶体) 的压电效应制成的一种谐振器材,它的根本构成大致是:从一块石英晶体上按必定方位角切下薄片,在它的两个对应面上涂敷银层作为电极,在每个电极上各焊一根引线接到管脚上,再加上封装外壳,就构成了石英晶体谐振器,简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装,也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。

  石英晶体在压力效果下发生形变,一起发生电极化。其极化强度与压力成正比,这种现象就称正压电效应.反之,在电场效果下,晶体发生形变,其形变巨细与电场强度成正比,这种现象称逆压电效应.

  在二十多类具有压电效应的晶体中,石英晶体是无线通讯设备中最为满意的资料之一。它的机械强度高,物理化学功能安稳,内损耗低一级,用它制成的器材被广泛用在频率操控和频率挑选电路中。石英片的取向不同,其压电特性、弹性特性和强度特性就不同,用它来制作的谐振器的功能也不一样,现已发现了几十种有用的切开方法。

  石英晶振的频率安稳度与以下三方面有关:负载电容、鼓励电平缓频率温度特性。

  1 、负载电容。石英谐振器一般作为电感组件在振动电路中起稳频效果,而电路的其它组件均可等效为一个负载电容与石英谐振器的等效参数及频率安稳度带来影响。

  从石英晶振元件两脚向振动电路方向看进去的一切有用电容,便是该振动电路加给石英晶振的负载电容。负载电容同石英晶振一起决议电路的作业频率。经过调整负载电容,就能够将振动电路的作业频率调整到标称值。负载电容选用要合理,电容太大时,杂散电容影响减小,但微调率下降; 容值太小时,微调率添加,但杂散电容影响添加、负载谐振电阻添加, 乃至起振困难。

  2 、鼓励电平。一般取70 -100uA 为佳,用鼓励功率表明时,一般取1 -100uW 为佳。鼓励电平的巨细直接影响石英谐振器的功能,所以电路规划者必定要严格操控石英谐振器在规则的鼓励电平下作业,以便充分发挥石英谐振器的特色。一般来讲,鼓励电平偏小关于长稳有利,鼓励电平稍大关于短稳有利。可是鼓励电平太大,石英片振动强,振动区域温度升高,石英片内发生温度梯度,会使频率安稳度下降;鼓励电平过大,因为机械形变超越弹性极限而引起永久性的晶格位移,使频率发生永久性的改变,乃至有时会把石英片振坏;鼓励电平过大,会使等效电阻添加,Q 值下降,电阻温度特性和频率温度特性变得不规则;鼓励电平过大,简略激起寄生振动,一起还会使老化变大。当然,鼓励电平过低也会使信噪比变小而影响短期安稳度,鼓励电平太低,谐振器不易起振,影响作业的安稳和可靠性。所以谐振器运用应根据不同的要求严格操控鼓励电平,更不能为了增大输出而随意进步鼓励电平。

  石英振动电路的方法许多,但根本电路只要两类:并联晶体振动器和串联晶体振动器。前者石英晶体是以并联谐振的方法呈现,而后者则是以串联谐振的方法呈现。石英振动电路首要由IC、石英谐振器XTAL 、电阻、PCB 等组成,下面临各组成部分做简略阐明:

  1、IC:可根据有用的需求恣意选用,如CMOS 反向器IC;专用振动IC;大规模的数字IC 中自备石英振动门。

  2 、负载特性:振动电路(除掉CRYSTAL) ,具有一个负阻特性(用网络频谱剖析仪) ,振动电路负阻值(绝对值) 有必要大于3 倍的CRTSTAL 电阻值( CRYS2TAL ESR/ RR) ,振动电路才能够安稳的振动。

  3 、电容:可根据用户的需求选用片式或传统结构的产品,可是应留意挑选适用于高频的、低损耗的,选用NP0 系列的温度系数产品。

  4 、PCB :留意能满意高频的运用场合和留意尽量下降线路的散布参数,大面积接地和一点式接地计划的选用。有必要的时分应留意EMI 的防护。

  5 、石英谐振器XTAL :频率大于1MHz 的谐振器应选用ATMODE ,可根据用户的需求挑选适宜的外形尺寸和封装的晶体。首要电性目标: FL 、ESR 的CLOCK需求选用FL 及公役,并按Cg/ Cd 值,核算而得CL =(Cs :线路散布杂散电容)

  正确的选取Cg/ Cd 的值将有利于振动电路的作业安稳,并能使振动频率满意运用的CL K 要求。其选取的过程如下:

  (1) 首要应该依照- R 的需求挑选Cg/ Cd ,在满意TS 的情况下应尽量小些,坚持较高的- R 以确保振动的安稳性。当无法满意- R 要求时应考虑对IC 的特性从头点评、挑选。

  (2) Rf 值选取:取用的XTAL 为根本波的时分,Rf选用1MΩ;3RD 形式的XTAL 时须考虑截止频率有必要界于基频与3RD 的中心以确保3RD 作业正常为准则,一般Rf 阻值在2 - 15KΩ 间。

  (3) 为了防止对XTAL 的过鼓励而影响电路的正常作业,主张选用Rr 以操控XTAL 的鼓励功率;其数值视频率凹凸可在33 - 68Ω间选取。

  (4) 关于有EMI 要求的振动电路规划中有必要选取SEAM 焊封4PAD 的晶体谐振器,一起赋予合理接地方法,可满意EMI 防护的需求。

  石英产品与其它的电子器材相同朝着轻浮矮小演进。石英产品从1990 年开端朝着SMD 的方向开展,1998 年开端又向小型SMD 的方向开展,因而轻浮矮小的竞赛也就从此白热化起来。跟着CPU 的工作速度的加速,石英谐振器和石英振动器的高频化进程也在加速。在石英水晶的压电效应开展至今,将进入重要的频率操控组件开展的新纪元。