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石英晶體振蕩器是高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器,被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中,以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。石英晶體振蕩器是利用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,它的基本構(gòu)成大致是:從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡(jiǎn)稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,簡(jiǎn)稱為石英晶體或晶體、晶振。其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。振蕩電路不匹配導(dǎo)致晶振不起振。浙江2MHZ插件晶振廠家現(xiàn)貨
如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場(chǎng)的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。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)皮法到幾十皮法。當(dāng)晶體振蕩時(shí),機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來等效。一般L的值為幾十豪亨到幾百豪亨。晶片的彈性可用電容C來等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1皮法。晶片振動(dòng)時(shí)因摩擦而造成的損耗用R來等效,它的數(shù)值約為100歐。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),而且可以做得精確,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。北京有源插件晶振石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成, 主要是為電路提供頻率基準(zhǔn)的元器件。
如何選擇合適的晶振。可以說現(xiàn)在的晶振很多,我說的是單片機(jī)外接的晶振,有石英晶振,有溫度補(bǔ)償?shù)木д竦鹊龋敲次覀冊(cè)谶x擇晶振時(shí)候需要注意哪些細(xì)節(jié)呢?晶振主要的參數(shù)無非主要是這幾個(gè):頻率;精度;適用的環(huán)境溫度,封裝尺寸。1、頻率,這應(yīng)該主要的參數(shù),頻率決定著單片機(jī)能否高速運(yùn)行,如果使用過程中對(duì)于頻率要求不是很嚴(yán)格,可以考慮用單片機(jī)內(nèi)部晶振,例如對(duì)于STM32內(nèi)部晶振它可以達(dá)到8MHz,甚至16Hz,如果對(duì)頻率要求不高的話,也就是普通類型的驅(qū)動(dòng)之類,不涉及兩個(gè)單片機(jī)通訊、不涉及串口通信、不涉及時(shí)間方面,例如定時(shí)等,這時(shí)候可以考慮用單片機(jī)內(nèi)部晶振,例如ST單片機(jī)內(nèi)部自帶的RC時(shí)鐘HSI(High-speedinternal(HSI)RCoscillator),頻率一般是8MHz或16MHz,一般的貼片無源晶振都要幾毛錢,如果使用內(nèi)部振蕩,可以省去不少錢呢,同時(shí)電路也省去了不少元器件;2、精度,如果對(duì)于精度要求很高的話,例如電路當(dāng)中會(huì)涉及到時(shí)間的準(zhǔn)確精度的話那就只能用外部晶振了,因?yàn)橥獠烤д癖容^穩(wěn)定而內(nèi)部晶振的誤差比較大,時(shí)間久了對(duì)于時(shí)間的累積產(chǎn)生很大誤差,特別是對(duì)于RC振蕩器對(duì)于溫度比較敏感,容易受其影響。
1、晶振各輸出模式的定義:(1)TTL:Transistor-TransistorLogic(晶體管-晶體管邏輯電路),傳輸延遲時(shí)間快、功耗高,屬于電流控制器件。(2)CMOS:ComplementaryMetalOxideSemiconductor(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體CMOS邏輯電路),傳輸延遲時(shí)間慢、功耗低,屬于電壓控制器件。。(3)ECL:Emitter-CoupleLogic(發(fā)射極耦合邏輯電路),該電路的特點(diǎn)是基本門電路工作在非飽和狀態(tài)。(4)PECL:PosiTIveEmitter-CoupleLogic(正發(fā)射極耦合邏輯電路)。ECL電路速度快,驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng),噪聲小,很容易達(dá)到幾百M(fèi)Hz的應(yīng)用,但是功耗大,需要負(fù)電源。(5)LVDS:Low-VoltageDifferenTIalSignaling(低電壓差分信號(hào)),為差分對(duì)輸入輸出,內(nèi)部有一個(gè)恒流源3.5~4mA,在差分線上改變方向和電平來表示“1”和“0”。通過外部的100歐匹配電阻(并接在差分線上靠近接收端)轉(zhuǎn)換為±350mV的差分電平。(6)ClippedSineWave:削頂正弦波(ClippedSineWave)。相比方波的諧波分量少很多,但驅(qū)動(dòng)能力較弱,(7)SinWave:通常晶振正弦波輸出的負(fù)載阻抗為50歐姆。波形的諧波分量很小,一般諧波抑制都優(yōu)于-30dBc。正弦波輸出晶振通常用于射頻信號(hào)處理、頻率源等應(yīng)用場(chǎng)合。影響振蕩電路的三個(gè)指標(biāo):頻率誤差、負(fù)性阻抗、激勵(lì)電平。
晶振的分類:首先說一下石英晶振諧振器。諧振器一般分為插件(Dip)和貼片(SMD)插件中又分為HC-49U、HC-49S、HC-49SS、音叉型(柱狀晶振)。HC-49U一般稱49U,有些采購俗稱"高型",而HC-49S一般稱49S,俗稱"矮型",HC-49SS一般稱49SS,俗稱(超矮型,通常是2.5mm封裝高度),音叉型按照體積分可以分為3*9、3*8、2*6、、1*5、、1*4等等。貼片型是按大小和腳位來分類。例如7*5(0705)、6*3.5(0603)、5*3.2(5032)等等。腳位有4pin和2pin之分。而振蕩器也可以分為插件和貼片。插件可以按大小和腳位來分。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。不過要注意的是,這里的14pin和8pin都是指振蕩器內(nèi)部IC的腳位數(shù)。振蕩器本身是4pin。而從不同的應(yīng)用層面來分,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。臺(tái)系晶振廠有哪些品牌?湖北專業(yè)生產(chǎn)插件晶振服務(wù)電話
晶振內(nèi)部水晶片上附有雜質(zhì)或者塵埃等也會(huì)導(dǎo)致晶振不起振。浙江2MHZ插件晶振廠家現(xiàn)貨
上圖顯示了石英諧振器的模態(tài)譜,包括基模,三階泛音,5階泛音和一些亂真信號(hào)響應(yīng),即寄生模。在振蕩器應(yīng)用上,振蕩器總是選擇蕞強(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,這樣就能把寄生模蕞小化。浙江2MHZ插件晶振廠家現(xiàn)貨
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