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發布時間:2021-09-02 20:24  
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晶體振蕩器的的穩定度
晶體振蕩器頻率穩定度是振蕩電路的重要技術指標,在一般LC振蕩電路中,盡管采取各種穩頻措族,其頻率穩定僅能達到10負4次方~10負5次方量級。如果要求頻率穩定度優于10負5次方量級,就必須采用晶體振蕩電路。晶體振蕩電路是采用石英諧振器作為振蕩回路元件的電路,它是利用石英諧振器的諧振特性控制和穩定振蕩電路的振蕩頻率。石英諧振器是從石英晶體中按一定方位角切下為AT、BT、CT、DT、ET、GT和X 5等切型。常用的幾種切型的主要性能見表5.3-3石英片的振動具有多諧性,除基頻振動外,還有奇次諧波的泛音振動。一個石英諧振器既可利用其基頻振動,也可利用其泛音振動,前者稱為基音晶體,后者稱為泛音晶體。泛音晶體和基音晶體的等效電路(見圖5.1-10)相同,但參數值不同。泛音頻率與基音頻率不成整數倍關系,只在奇數倍附近,且不能同時存在。泛音晶體一般利用3次和5次的泛音振動,而很少采用9次以上的泛音振動。由于石英諧振器具有極高的Q值,很小的P值,良好的物理與化學穩定性以及很高的回路標準性,因而,晶體振蕩電路具有很高的頻率穩定度。一般采用低精度石英諧振器時,頻率穩定度可達10負5次方量級。
晶體振蕩器工作原理
晶振具有壓電效應,即在晶片兩極外加電壓后晶體會產生變形,反過來如外力使晶片變形,則兩極上金屬片又會產生電壓。如果給晶片加上適當的交變電壓,晶片就會產生諧振(諧振頻率與石英斜面傾角等有關系,且頻率一定)。晶振利用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體,在共振的狀態下工作可以提供穩定、準確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率精度可達百萬分之五十。利用該特性,晶振可以提供較穩定的脈沖,廣泛應用于微芯片的時鐘電路里。晶片多為石英半導體材料,外殼用金屬封裝。
晶振常與主板、南橋、聲卡等電路連接使用。晶振可比喻為各板卡的“心跳”發生器,如果主卡的“心跳”出現問題,必定會使其他各電路出現故障。
晶振的作用
晶振也是控制CPU的時鐘頻率的,也就是產生高低電平的周期(產生一個高電平,和一個低電平為一個周期,)一般說來次頻率越高,電腦在單位時間里處理的速度越快晶振本身并不產生振蕩,但它會以一個固定的頻率與外電路發生諧振,前提是外電路的振蕩頻率必須與晶振的固有振蕩頻率相一致,起碼也要非常接近,否則電路將停振。關于測試,一般業余情況下用萬用表測有電阻(指表針動)則已損壞(振蕩頻率很低的表針也會略擺,但馬上歸零),表針不動(電阻無窮大),有可能好,有可能引線開路。
普通晶振和溫補晶振
1、普通晶振
普通晶體振蕩器(SPXO)是簡單的晶體振蕩器,它是由晶體元件與振蕩電路按設計要求,集成裝配在PCB電路板上并用金屬外殼封裝而成的頻率器件,通常用作微處理器的時鐘器件。
2、溫補晶振
溫度補償晶體振蕩器(TCXO),在晶振內部采取了對晶體頻率溫度特性進行補償,以達到在寬溫溫度范圍內滿足穩定度要求的晶體振蕩器。一般模擬式溫補晶振采用熱敏補償網絡。補償后頻率精度更高,,由于其良好的開機特性、優越的性能價格比及功耗低、體積小、環境適應性較強等多方面優點,通常用于通信設備,如手機,GPS定位等。