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更多>>儲存石英晶體諧振器應(yīng)用與原理
來源:http://diginow.com.cn 作者:康比技術(shù)部 2014年11月05
石英晶體諧振器只不過是晶體制作成電子元件成品之后的一個(gè)關(guān)鍵詞而已,無論是石英晶體諧振器也好,石英晶體振蕩器也罷,其內(nèi)部主要都是采用了晶體制作的晶片,通過晶體晶片振蕩從而產(chǎn)生頻率。石英晶體諧振器的外觀封裝尺寸主要有以下幾款,HC-49/U,HC-49S,HS-49SMD,這三款是目前市面上流行最久,使用量最大的封裝尺寸,貼片的有5*7mm-6*3.5mm-5*3.2mm-3.2*2.5mm-2.5*2.0mm,這幾個(gè)封裝尺寸主要是以貼片為主的石英晶體諧振器,當(dāng)然這幾款貼片尺寸也會有石英晶體振蕩器系列的晶振。石英晶體諧振器也還包含了音叉晶振,又簡稱為音叉表晶體,頻率在32khz—156khz之間, 常規(guī)頻率主要有32.768khz,38khz,60.003khz,77.503khz,75khz,一般產(chǎn)品主要應(yīng)用在時(shí)計(jì)產(chǎn)品中較為常見。

我們用專業(yè)的術(shù)語解釋晶振產(chǎn)品 ,以及產(chǎn)品的主要功能,以及工作效率,與產(chǎn)品在線路周邊的匹配情況,簡單的做一點(diǎn)了解。
1、 標(biāo)稱頻率:晶體技術(shù)條件中規(guī)定的頻率,通常標(biāo)識在產(chǎn)品外殼上。
2、 工作頻率:晶體與工作電路共同產(chǎn)生的頻率。
3、 調(diào)整頻差:在規(guī)定條件下,基準(zhǔn)溫度(25±2℃)時(shí)工作頻率相對于標(biāo)稱頻率所允許的偏差。
4、 溫度頻差:在規(guī)定條件下,在工作溫度范圍內(nèi)相對于基準(zhǔn)溫度(25±2℃)時(shí)工作頻率的允許偏差。
5、 老化率:在規(guī)定條件下,晶體工作頻率隨時(shí)間而允許的相對變化。以年為時(shí)間單位衡量時(shí)稱為年老化率。
6、 靜電容:等效電路中與串聯(lián)臂并接的電容,也叫并電容,通常用C0表示。
7、 負(fù)載電容:與晶體一起決定負(fù)載諧振頻率fL的有效外界電容,通常用CL表示。負(fù)載電容系列是:8PF、12PF、15PF、20PF、30PF、50PF、100PF。只要可能就應(yīng)選推薦值:10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。

8、 負(fù)載諧振頻率(fL):在規(guī)定條件下,晶體與一負(fù)載電容相串聯(lián)或相并聯(lián),其組合阻抗呈現(xiàn)為
電阻性時(shí)的兩個(gè)頻率中的一個(gè)頻率。在串聯(lián)負(fù)載電容時(shí),負(fù)載諧振頻率是兩個(gè)頻率中較低的一個(gè),在并聯(lián)負(fù)載電容時(shí),則是兩個(gè)頻率中較高的一個(gè)。
9、 動態(tài)電阻:串聯(lián)諧振頻率下的等效電阻。用R1表示。
10、 負(fù)載諧振電阻:在負(fù)載諧振頻率時(shí)呈現(xiàn)的等效電阻。用RL表示。 RL=R1(1+C0/CL)2
11、 激勵電平:石英晶振工作時(shí)所消耗功率的表征值。激勵電平可選值有:2mW、1mW、0.5mW 、0.2mW、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW等
12、 基頻:在振動模式最低階次的振動頻率。
13、 泛音:石英晶體振動的機(jī)械諧波。泛音頻率與基頻頻率之比接近整數(shù)倍但不是整數(shù)倍,這是它與電氣諧波的主要區(qū)別。泛音振動有3次泛音,5次泛音,7次泛音,9次泛音等。

二、應(yīng)用指南
石英晶體諧振器根據(jù)其外型結(jié)構(gòu)不同可分為HC-49U、HC-49U/S、HC-49U/S·SMD、UM-1、UM-5及柱狀晶體等。
HC-49U適用于具有寬闊空間的電子產(chǎn)品如通信設(shè)備、電視機(jī)、電話機(jī)、電子玩具中。
HC-49U/S適用于空間高度受到限制的各類薄型、小型電子設(shè)備及產(chǎn)品中。
HC-49U/S·SMD為準(zhǔn)表面貼裝型產(chǎn)品,適用于各類超薄型、小型電腦及電子設(shè)備中。
柱狀石英晶體諧振器適用于空間狹小的穩(wěn)頻計(jì)時(shí)電子產(chǎn)品如計(jì)時(shí)器、電子鐘、計(jì)算器等。
UM系列產(chǎn)品主要應(yīng)用于移動通訊產(chǎn)品中,如BP機(jī)、移動手機(jī)等。
石英晶體諧振器主要用于頻率控制和頻率選擇電路。本指南有助于確保不出現(xiàn)性能不滿意、成本不合適及可用性不良等現(xiàn)象。
1、 振動模式與頻率關(guān)系:
基頻 1~35MHz
3次泛音 10~75MHz
5次泛音 50~150MHz
7次泛音 100~200MHz
9次泛音 150~250MHz
2、 晶體電阻:對于同一頻率,當(dāng)工作在高次泛音振動時(shí)其電阻值將比工作在低次振動時(shí)大。
"信號源+電平表"功能由網(wǎng)絡(luò)分析儀完成
Ri、R0:儀器內(nèi)阻:一般為50Ω
R1--濾波器輸入端外接阻抗,阻抗值為匹配阻抗減去50Ω。
R2--濾波器輸出端外接阻抗,阻抗值為匹配阻抗減去50Ω。
在濾波器條件的匹配阻抗中有時(shí)有并接電容要求,應(yīng)按上圖連接。
3、 工作溫度范圍與溫度頻差:在提出溫度頻差時(shí),應(yīng)考慮設(shè)備工作引起的溫升容限。當(dāng)對溫度頻差要求很高,同時(shí)空間和功率都允許的情況下,應(yīng)考慮恒溫工作,恒溫晶體振蕩器就是為此而設(shè)計(jì)的。
4、 負(fù)載電容與頻率牽引:在許多應(yīng)用中,都有用一負(fù)載電抗元件來牽引晶體頻率的要求,這在鎖相環(huán)回路及調(diào)頻應(yīng)用中非常必要,大多數(shù)情況下,這個(gè)負(fù)載電抗呈容性,當(dāng)該電容值為CL時(shí),則相對負(fù)載諧振頻率偏移量為:DL=C1/[2(C0+CL)]。而以CL作為可調(diào)元件由DL1調(diào)至DL2時(shí),相對頻率牽引為:
DL1,L2= C1(CL1-CL2)/[2(C0+CL1)(C0+CL2)]。
5、 負(fù)載電容的選擇:晶體工作在基頻時(shí),其負(fù)載電容的標(biāo)準(zhǔn)值為20PF、30PF、50PF、100PF。而泛音晶體經(jīng)常工作在串聯(lián)諧振,在使用負(fù)載電容的地方,其負(fù)載電容值應(yīng)從下列標(biāo)準(zhǔn)值中選擇:8PF、12PF、15PF、20PF、30PF。
6、 激勵電平的影響:一般來講,AT切晶體激勵電平的增大,其頻率變化是正的。激勵電平過高會引起非線性效應(yīng),導(dǎo)致可能出現(xiàn)寄生振蕩;嚴(yán)重?zé)犷l漂;過應(yīng)力頻漂及電阻突變。當(dāng)激勵電平過低時(shí)則會造成起振阻力不易克服、工作不良及指標(biāo)的不穩(wěn)定。
7、 濾波電路中的應(yīng)用:應(yīng)用于濾波電路中時(shí),除通常的規(guī)定外,更應(yīng)注意其等效電路元件的數(shù)值和誤差以及寄生響應(yīng)的位置和幅度,由于濾波晶體設(shè)計(jì)的特殊性,所以用戶選購時(shí)應(yīng)特別說明。

在次順道的告訴大家晶振的保管與保護(hù)作用,很多人可能都不太了解晶振的保護(hù),以及保管,晶振晶振大家聽到這個(gè)產(chǎn)品名字就以為晶振不就是可以防震的嗎?其實(shí)不然,晶振它本身壓根就不會防震,不單是不防震,而且還很脆弱,因?yàn)楫a(chǎn)品內(nèi)部的晶片是石英水晶切割而成的,厚度大概就在3cc左右透明就跟玻璃一樣的,大家想想這么薄的玻璃它還能耐振嗎?所以呢晶振晶振它是不防振的,你得輕拿輕放。至于保管方面大家也得注意的,大家都看到晶振的外部特別是引腳出,如果是插件的,比較高級別的是鍍銀,一般的是鍍鎳,在就鍍錫
,如果是貼片晶振那一般都是鍍金了,如果是鍍鎳或者是都錫的話,儲存不好就更容易出問題了,比如晶振保存不能隨便亂放,特別是對潮濕,濕度很厲害的地方就需要特別的小心了,晶振在潮濕的地方很容易照成引腳發(fā)黑現(xiàn)象,希望以上一些晶振相關(guān)知識能給大家?guī)硪欢ǖ膸椭?/span>
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