晶体振荡器的选用
晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,无线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,频率计数器、GPS、遥控移动设备等。它有多种封装,特点是电气性能规范多种多样。它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的性能。如果需要使设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm~0.5ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm的,可选用OCXO。 晶体振荡器的主要特性之一是工作温度内的稳定性,它是决定振荡器价格的重要因素。稳定性愈高或温度范围愈宽,器件的价格亦愈高。工业级标准规定的-40~+75℃这个范围往往只是出于设计者们的习惯,倘若-30~+70℃已经够用,那么就不必去追求更宽的温度范围。设计工程师要慎密决定特定应用的实际需要,然后规定振荡器的稳定度。指标过高意味着花钱愈多。晶体老化是造成频率变化的又一重要因素。根据目标产品的预期寿命不同,有多种方法可以减弱这种影响。晶体老化会使输出频率按照对数曲线发生变化,也就是说在产品使用的一年,这种现象才较为显著。例如,使用10年以上的晶体,其老化速度大约是一年的3倍。采用特殊的晶体加工工艺可以改善这种情况,也可以采用调节的办法解决,比如,可以在控制引脚上施加电压(即增加电压控制功能)等。
如何区分晶体和晶振?
晶体通常为两脚和四脚晶振,以2520晶振,3225晶振,5032晶振等一类晶振而言,它们都拥有两脚或者四脚的封装,晶振为四脚或者四脚以上的,这里可以肯定的一点,两脚的一定为晶体。那当遇到都是四脚的贴片晶振,如何区分晶体和晶振呢?如果晶体或者晶振在电路板上,我们只需观察晶振的外部电路是否有其它元器件的连接,如若无,则为晶振(有源晶振)。如果用肉眼观察,简单而有力的一点则是观察晶振的厚度,一般的晶体厚度均在0.45mm左右,而由于晶振技术内置起振芯片,因此晶振的厚度要比晶体高。
普通晶振和温补晶振
1、普通晶振
普通晶体振荡器(SPXO)是简单的晶体振荡器,它是由晶体元件与振荡电路按设计要求,集成装配在PCB电路板上并用金属外壳封装而成的频率器件,通常用作微处理器的时钟器件。
2、温补晶振
温度补偿晶体振荡器(TCXO),在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿,以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。补偿后频率精度更高,,由于其良好的开机特性、***的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强等多方面优点,通常用于通信设备,如手机,GPS定位等。
晶体振荡器的电路
晶体振荡器电路通过从石英谐振器获取电压信号,对其进行放大并将其反馈回谐振器来维持振荡。石英的膨胀和收缩速率是谐振频率,由晶体的切割和尺寸决定。当产生的输出频率的能量与电路中的损耗匹配时,可以维持振荡。
振荡器晶体具有两个导电板,在它们之间夹有一块石英片或音叉。在启动期间,控制电路会将晶体置于不稳定的平衡状态,并且由于系统中的正反馈,因此任何微小的噪声被放大,增加振荡。晶体谐振器也可以看作是该系统中的高频率选择滤波器:它仅使谐振频带周围的频率范围很窄,从而使其他所有信号衰减。只有谐振频率有效。当振荡器放大从晶体发出的信号时,晶体频带中的信号变得更强,主导了振荡器的输出。石英晶体的窄共振带滤除了所有不需要的频率。
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