什么是晶振?
晶振是石英振蕩器的簡稱,英文名為Crystal,它是時鐘電路中最重要的部件,它的主要作用是向顯卡、網(wǎng)卡、主板等配件的各部分提供基準頻率,它就像個標尺,工作頻率不穩(wěn)定會造成相關(guān)設(shè)備工作頻率不穩(wěn)定,自然容易出現(xiàn)問題。 晶振還有個作用是在電路產(chǎn)生震蕩電流,發(fā)出時鐘信號。
晶振是晶體振蕩器的簡稱。它用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定,精確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。
晶振在數(shù)字電路的基本作用是提供一個時序控制的標準時刻。數(shù)字電路的工作是根據(jù)電路設(shè)計,在某個時刻專門完成特定的任務(wù),如果沒有一個時序控制的標準時刻,整個數(shù)字電路就會成為“聾子”,不知道什么時刻該做什么事情了。
晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。
晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號,可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。
電路中,為了得到交流信號,可以用RC、LC諧振電路取得,但這些電路的振蕩頻率并不穩(wěn)定。在要求得到高穩(wěn)定頻率的電路中,必須使用石英晶體振蕩電路。石英晶體具有高品質(zhì)因數(shù),振蕩電路采用了恒溫、穩(wěn)壓等方式以后,振蕩頻率穩(wěn)定度可以達到10^(-9)至10^(-11)。廣泛應(yīng)用在通訊、時鐘、手表、計算機……需要高穩(wěn)定信號的場合。
石英晶振不分正負極, 外殼是地線,其兩條不分正負
晶振的原理及作用
晶振是電路中常用用的時鐘元件,全稱是叫晶體震蕩器,在單片機系統(tǒng)里晶振的作用非常大,他結(jié)合單片機內(nèi)部的電路,產(chǎn)生單片機所必須的時鐘頻率,單片機的一切指令的執(zhí)行都是建立在這個基礎(chǔ)上的,晶振的提供的時鐘頻率越高,那單片機的運行速度也就越快。
晶振用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定,精確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對精度可達百萬分之五十。高級的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。
晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時鐘信號。通常一個系統(tǒng)共用一個晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。
晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時鐘信號,可以用與同一個晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。
下面我就具體的介紹一下晶振的作用以及原理,晶振一般采用如圖1a的電容三端式(考畢茲) 交流等效振蕩電路;實際的晶振交流等效電路如圖1b,其中Cv是用來調(diào)節(jié)振蕩頻率,一般用變?nèi)荻O管加上不同的反偏電壓來實現(xiàn),這也是壓控作用的機理;把晶體的等效電路代替晶體后如圖1c。其中Co,C1,L1,RR是晶體的等效電路。
晶振電路圖
分析整個振蕩槽路可知,利用Cv來改變頻率是有限的:決定振蕩頻率的整個槽路電容C=Cbe,Cce,Cv三個電容串聯(lián)后和Co并聯(lián)再和C1串聯(lián)??梢钥闯觯篊1越小,Co越大,Cv變化時對整個槽路電容的作用就越小。因而能“壓控”的頻率范圍也越小。實際上,由于C1很小(1E-15量級),Co不能忽略(1E-12量級,幾PF)。所以,Cv變大時,降低槽路頻率的作用越來越小,Cv變小時,升高槽路頻率的作用卻越來越大。這一方面引起壓控特性的非線性,壓控范圍越大,非線性就越厲害;另一方面,分給振蕩的反饋電壓(Cbe上的電壓)卻越來越小,最后導致停振。通過晶振的原理圖你應(yīng)該大致了解了晶振的作用以及工作過程了吧。采用泛音次數(shù)越高的晶振,其等效電容C1就越??;因此頻率的變化范圍也就越小。
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