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晶體振蕩器的功能作用

晶振在應(yīng)用具體起到的作用,微控制器的時鐘源可以分為兩類:基于機械諧振器件的時鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器?;诰д衽c陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。RC振蕩器能夠快速啟動,成本也比較低,國產(chǎn)化晶振廠家,但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差,國產(chǎn)化晶振價格,會在標稱輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化。但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時,陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進行優(yōu)化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇并不敏感,但在過驅(qū)動時很容易產(chǎn)生頻率漂移(甚至可能損壞)。影響振蕩器工作的環(huán)境因素有:電磁干擾(EMI)、機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增大輸出頻率的變化,增加不穩(wěn)定性,并且在有些情況下,國產(chǎn)化晶振,還會造成振蕩器停振。上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出,并且能夠在一定條件下保證運行。常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器(硅振蕩器)。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高,多數(shù)情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當?shù)木取?span style='text-align:center;text-indent:2em;'>



晶振起振原理

石英晶片所以能做振蕩電路(諧振)是基于它的壓電效應(yīng),從物理學(xué)中知道,若在晶片的兩個極板間加一電場,會使晶體產(chǎn)生機械變形;反之,若在極板間施加機械力,又會在相應(yīng)的方向上產(chǎn)生電場,這種現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。

如在極板間所加的是交變電壓,就會產(chǎn)生機械變形振動,同時機械變形振動又會產(chǎn)生交變電場。一般來說,這種機械振動的振幅是比較小的,其振動頻率則是很穩(wěn)定的。

但當外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率(決定于晶片的尺寸)相等時,國產(chǎn)化晶振報價,機械振動的幅度將急劇增加,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。其特點是頻率穩(wěn)定度很高。





晶體振蕩器分類


? ? ?石英晶體振蕩器主要有普通晶體振蕩器(SPXO)、電壓控制振蕩器(VCXO)、溫度補償式晶體振蕩器(CTXO)和恒溫控制式晶體振蕩器(OCXO)四類。

? ? ?石英晶體振蕩器,簡稱晶振,是利用具有壓電效應(yīng)的石英晶體片制成的。這種石英晶體薄片受到外加交變電場的作用時會產(chǎn)生機械振動,當交變電場的頻率與石英晶體的固有頻率相同時,振動便變得很強烈,這就是晶體諧振特性的反應(yīng)。利用這種特性,就可以用石英諧振器取代LC(線圈和電容)諧振回路、濾波器等。






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