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晶体及晶振相关知识VIP免费

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LONGCHEERCONFIDENTIAL1晶体及晶振相关知识LONGCHEERCONFIDENTIAL三旗硬件部路斌PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cnLONGCHEERCONFIDENTIAL2晶体介绍•晶体(crystal)是自然界存在的石英材料,也可以人造石英,目前做晶振的石英基本上都是人造的。其具有的压电效应被人们用其来做频率基准。可以这么说吧,它就是块以特定方式(AT或BT等)切割的水晶。•用它作振荡器时,结合具体的振荡电路(如克莱拍,考皮兹等)完成一个完整的振荡电路的功能。那完整的振荡电路就是有源电路,而其中所用的一块晶体就是无源晶体,有人叫无源晶振,那是不准确的。•如果把完整的带晶体的振荡电路集成在一块,可能再加点其它控制功能集成到一起,封装好,引几个脚出来,这就是你所说的有源晶振。英文叫Oscillator。而晶体则是Crystal.•可以说Oscillator是Crystal经过深加工的产品,而crystal是原材料。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cnLONGCHEERCONFIDENTIAL3石英晶体的压电效应•石英晶体的压电效应:对石英晶片施加压力就会产生+、-电荷,反过来,对晶片施加电压就产生晶片的机械形变,称这一现象为晶片的压电效应。加在晶体上的直流电压,加了又断,断了又加,由于相互影响,于是就形成了固有的振荡,而且这一振荡频率不受周围环境的影响极小。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cnLONGCHEERCONFIDENTIAL4石英晶体等效模型PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cnLONGCHEERCONFIDENTIAL5石英晶体谐振器(晶体)相关术语•标称频率:晶体技术条件中规定的频率•工作频率:晶体与工作电路共同产生的频率•温度频差:在规定条件下,在工作温度范围内相对于基准温度(25±2℃)时工作频率的允许偏差•老化率:在规定条件下,晶体工作频率随时间而允许的相对变化。以年为时间单位衡量时称为年老化率•静电容:等效电路中与串联臂并接的电容,也叫并电容,通常用C0表示•负载电容:与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容,通常用CL表示•负载谐振频率(fL):在规定条件下,晶体与一负载电容相串联或相并联,其组合阻抗呈现为电阻性时的两个频率中的一个频率。在串联负载电容时,负载谐振频率是两个频率中较低的一个,在并联负载电容时,则是两个频率中较高的一个。PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cnLONGCHEERCONFIDENTIAL6•动态电阻:串联谐振频率下的等效电阻。用R1表示•负载谐振电阻:在负载谐振频率时呈现的等效电阻。用RL表示,RL=R1(1+C0/CL)2•激励电平:晶体工作时所消耗功率的表征值•基频:在振动模式最低阶次的振动频率•泛音:晶体振动的机械谐波。泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍,这是它与电气谐波的主要区别。泛音振动有3次泛音,5次泛音,7次泛音,9次泛音等•激励电平的影响:一般来讲,AT切晶体激励电平的增大,其频率变化是正的。激励电平过高会引起非线性效应,导致可能出现寄生振荡;严重热频漂;过应力频漂及电阻突变。当激励电平过低时则会造成起振阻力不易克服、工作不良及指标的不稳定PDF文件使用"pdfFactoryPro"试用版本创建www.fineprint.cnLONGCHEERCONFIDENTIAL7石英晶体振荡器(晶振)•普通晶振(PXO):是一种没有采取温度补偿措施的晶体振荡器,在整个温度范围内,晶振的频率稳定度取决于其内部所用晶体的性能,频率稳定度在10-5量级,一般用于普通场所作为本振源或中间信号,是晶振中最廉价的产品•温补晶振(TCXO):是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿,以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级,由于其良好的开机特性、优越的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强•压控晶振(VCXO):是一种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器,主要用于锁相环路或频率微调。•恒温晶振(OCXO):采用精密控温,使电路元件及晶体工作在晶体的零温度系数点的温度上。中精度产品频率稳定度为10-7~10-8,高精度产品频率稳定度在...

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