晶振
在振荡器应用上,振荡器总是选择很强的模式工作。一些干扰模式有急剧升降的频率—温度特性。有时候,当温度发生改变,在一定温度下,寄生模的频率与振荡频率一致,这导致了“活动性下降”。在活动性下降时,寄生模的激励引起谐振器的额外能量的消耗,导致Q 值的减小,等效串联电阻增大及振荡器频率的改变。当阻抗增加到相当大的时候,振荡器就会停止,即振荡器失效。当温度改变远离活动性下降的温度时,振荡器又会重新工作。寄生模能有适当的设计和封装方法控制。不断修正电极与晶片的尺寸关系(即应用能陷原则),并保持晶片主平面平行,这样就能把寄生模很小化。
晶振有一个重要的参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。
一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器(注意是放大器不是反相器)的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。
一般的晶振的负载电容为15p或12.5p ,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22p的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。
晶振的分类
恒温晶体振荡器(以下简称OCXO)
这类型晶振对温度稳定性的解决方案采用了恒温槽技术,将晶体置于恒温槽内,通过设置恒温工作点,使槽体保持恒温状态,在一定范围内不受外界温度影响,达到稳定输出频率的效果。这类晶振主要用于各种类型的通信设备,包括交换机、SDH传输设备、移动通信直放机、GPS接收机、电台、数字电视等领域。根据用户需要,该类型晶振可以带压控引脚。
石英晶体振荡器的基本原理
压电效应
若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。
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