1.匹配電容-----負(fù)載電容是指晶振要正常震蕩所需要的電容。一般外接電容,是為了使晶振兩端的等效電容等于或接近負(fù)載電容。要求高的場合還要考慮ic輸入端的對地電容。一般晶振兩端所接電容是所要求的負(fù)載電容的兩倍。這樣并聯(lián)起來就接近負(fù)載電容了。
2.負(fù)載電容是指在電路中跨接晶體兩端的總的外界有效電容。他是一個(gè)測試條件,也是一個(gè)使用條件。應(yīng)用時(shí)一般在給出負(fù)載電容值附近調(diào)整可以得到頻率。此電容的大小主要影響負(fù)載諧振頻率和等效負(fù)載諧振電阻。
3.一般情況下,增大負(fù)載電容會(huì)使振蕩頻率下降,而減小負(fù)載電容會(huì)使振蕩頻率升高。
4.負(fù)載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內(nèi)部及外部所有有效電容之和,可看作晶振片在電路中串接電容。負(fù)載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標(biāo)稱頻率相同的晶振,負(fù)載電容不一定相同。因?yàn)槭⒕w振蕩器有兩個(gè)諧振頻率,一個(gè)是串聯(lián)揩振晶振的低負(fù)載電容晶振:另一個(gè)為并聯(lián)揩振晶振的高負(fù)載電容晶振。所以,標(biāo)稱頻率相同的晶振互換時(shí)還必須要求負(fù)載電容一至,不能冒然互換,否則會(huì)造成電器工作不正常。
晶振旁的電阻(并聯(lián)與串聯(lián))
一份電路在其輸出端串接了一個(gè)22K的電阻,在其輸出端和輸入端之間接了一個(gè)10M的電阻,這是由于連接晶振的芯片端內(nèi)部是一個(gè)線性運(yùn)算放大器,將輸入進(jìn)行反向180度輸出,晶振處的負(fù)載電容電阻組成的網(wǎng)絡(luò)提供另外180度的相移,整個(gè)環(huán)路的相移360度,滿足振蕩的相位條件,同時(shí)還要求閉環(huán)增益大于等于1,晶體才正常工作。
晶振輸入輸出連接的電阻作用是產(chǎn)生負(fù)反饋,保證放大器工作在高增益的線性區(qū),一般在M歐級(jí),輸出端的電阻與負(fù)載電容組成網(wǎng)絡(luò),提供180度相移,同時(shí)起到限流的作用,防止反向器輸出對晶振過驅(qū)動(dòng),損壞晶振。
和晶振串聯(lián)的電阻常用來預(yù)防晶振被過分驅(qū)動(dòng)。晶振過分驅(qū)動(dòng)的后果是將逐漸損耗減少晶振的接觸電鍍,這將引起頻率的上升,并導(dǎo)致晶振的早期失效,又可以講drive level調(diào)整用。用來調(diào)整drive level和發(fā)振余裕度。
Xin和Xout的內(nèi)部一般是一個(gè)施密特反相器,反相器是不能驅(qū)動(dòng)晶體震蕩的.因此,在反相器的兩端并聯(lián)一個(gè)電阻,由電阻完成將輸出的信號(hào)反向 180度反饋到輸入端形成負(fù)反饋,構(gòu)成負(fù)反饋放大電路.晶體并在電阻上,電阻與晶體的等效阻抗是并聯(lián)關(guān)系,自己想一下是電阻大還是電阻小對晶體的阻抗影響小大?
電阻的作用是將電路內(nèi)部的反向器加一個(gè)反饋回路,形成放大器,當(dāng)晶體并在其中會(huì)使反饋回路的交流等效按照晶體頻率諧振,由于晶體的Q值非常高,因此電阻在很大的范圍變化都不會(huì)影響輸出頻率。過去,曾經(jīng)試驗(yàn)此電路的穩(wěn)定性時(shí),試過從100K~20M都可以正常啟振,但會(huì)影響脈寬比的。
晶體的Q值非常高, Q值是什么意思呢? 晶體的串聯(lián)等效阻抗是 Ze = Re + jXe, Re 增大了Re -----> 降低了Q
關(guān)于晶振
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)。
一、石英晶體振蕩器的基本原理
1、石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu)
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(簡稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個(gè)對應(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。
2、壓電效應(yīng)
若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場,這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。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。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場的振幅非常微小,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)。
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