好多人在問,晶體諧振器的激勵電平和激勵功率的區(qū)別是什么?解釋如下:
首先“激勵電平”或“激勵功率”這兩個術(shù)語主要是專門針對無源晶振電路應(yīng)用而言的。
名詞解釋:
晶體諧振器
中文別稱:無源晶振,晶振晶振,晶體,諧振器,石英諧振器
全稱:石英晶體諧振器
英文名稱:Crystal
英文簡稱Xtal
激勵電平
英文名稱:Drive Level
中文別稱:驅(qū)動電平
激勵電平與激勵功率的區(qū)分:
激勵(驅(qū)動)功率:要求有一定電壓值的同時,還必須保證有規(guī)定的電流值。
激勵(驅(qū)動)電平:只要求達(dá)到的電壓值。
也有人把激勵電平與激勵功率的概念混淆在一起。但是需要指出的是,針對晶體諧振器(無源晶振)的電路應(yīng)用,在僅滿足電壓要求時,晶振是無法正常起振的。這也是晶諾威科技不建議僅依據(jù)測試無源晶振兩個管腳電壓差來驗證晶振好壞的根本原因。換句話說,即使無源晶振兩個功能性管腳存在合理的電壓差,并不能完全得出正確結(jié)論,如在晶振外圍存在斷路問題,晶振無法起振,但仍可測得正常的電壓及電壓差的存在。
從邏輯上來看,存在合理電壓差,并同時保證有規(guī)定的(即滿足晶振起振)工作電流時,無源晶振才能夠正常振動,產(chǎn)生并輸出頻率信號。
因此,“激勵功率”這個概念能夠更好的幫我們解決無源晶振應(yīng)用的問題,而“激勵電平”或“驅(qū)動電平”容易造成誤導(dǎo)。
激勵功率有大小之分,一般來講偏小的激勵功率對長穩(wěn)有利,激勵功率太大的時候石英晶片振動變強(qiáng),這樣會導(dǎo)致振動區(qū)域溫度升高,從而導(dǎo)致頻率的穩(wěn)定度降低。激勵功率過大會使等效電阻增加,容易激起寄生振動,由于機(jī)械形變超過彈性限度而引起永久性的晶格位移,使頻率產(chǎn)生永久性的變化,甚至有時會把石英晶片振壞。
(高倍電子顯微鏡下拍攝的石英晶片圖像)
在一個精確的晶體諧振器中,振蕩器的頻率也依賴于激勵功率。方程是:
Δf/f≈ki2
這里,ⅰ是流過晶體的交流電流水是一個常數(shù),它取決于晶體。Δf/f為振動頻率的相對變化量。當(dāng)激勵(驅(qū)動)電流較大時,老化性能和長期頻率穩(wěn)定性會變差。但當(dāng)激勵功率過小時,噪聲電流可能比晶體電流大,這會導(dǎo)致晶體諧振器短期頻率穩(wěn)定性變差。
激勵功率的大小直接影響晶體諧振器的性能晶振,一般取1-100uW為佳。電路設(shè)計者一定要嚴(yán)格控制晶體諧振器在規(guī)定的激勵功率下工作,以便充分發(fā)揮晶體諧振器的特點。
文章由啟和科技編輯
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