
晶体振荡器,即晶体振荡器,是利用晶体作为选频元件,获得逆压电效应的电子振荡器。它利用具有压电特性的振动晶体的机械共振来获得具有高精度频率的电信号。晶体振荡器被认为优于陶瓷谐振器,因为它们具有更高的稳定性、更高的质量、更低的成本和更小的尺寸。下面简单介绍一下晶振相关的专业术语,供大家参考。
1.谐振频率
在晶体谐振器的谐振特性中,谐振频率是两点阻抗变为电阻时的较低频率点。
图。晶体谐振器的谐振特性
阻抗Z变成电阻元件时两点之间的频率。在这两点上,相位为0。频率较低的点称为共振频率。另一点叫做反共振频率。
2.等效电路
下图显示了由电阻、电感和电容组成的晶体谐振器的谐振特性。R1在等效电路中称为等效串联电阻,是晶体谐振器的一个重要特性。
3.等效串联电阻(R1)
晶体谐振器等效电路串联支路中的电阻。
4.负载电容(Cs)
让晶体谐振器有一个加载谐振频率的电容。在实际振荡电路中,连接到晶体谐振器的实际电容是由外部负载电容、IC杂散和PCB引起的。也可以通过以下公式计算:
5.负载谐振频率(fL)
负载的谐振频率是晶体谐振器中串联连接的负载电容器的谐振频率,其高于谐振频率。由于晶体谐振器规格中实际值和额定值之间的电容差异,实际振荡频率和额定振荡频率之间存在频率差异。
也可以通过以下公式计算:
6.张力敏感性
上图显示了负载电容变化引起的负载谐振频率(fL)的偏移。该图中每个点的斜率就是拉力灵敏度。见下图。当负载电容为6pF时,拉灵敏度为-17pm/pf。(负载电容变化1pF时,频移为17ppm)。也可以通过以下公式计算:
7.导纳圆
下图显示了绘制在导纳平面坐标(电导-电纳)上的晶体谐振器的谐振特性。它被称为导纳圆,因为它被画成一个圆。当频率低于谐振频率时,导纳接近原点。随着频率的增加,导纳顺时针旋转。
8.振荡裕度
即振荡停止的裕量,这也是振荡电路中zui的一个重要术语。振荡裕量取决于组成振荡电路的元件(晶体谐振器、MCU、电容和电阻)。村田建议保持5倍或更多的振荡余量。更多详情请关注本讲座系列第二讲。
9.负电阻(-R)
负阻是用阻抗表示的振荡电路的信号放大能力。因为它的作用与阻力相反,所以是负的。较高的负电阻值和较低的负电阻值表示振荡电路的放大能力较低。振荡电路中的负阻取决于CMOS反相器的特性、反馈电阻、阻尼电阻和外部负载电容。
10.驱动力
驱动功率是指振荡电路中晶体谐振器的功耗。它不仅取决于晶体谐振器的等效串联电阻,还取决于组成振荡电路的元件(单片机、电容和电阻)。当驱动功率超过极限时,频率-时间性能会出现异常。在设计振荡电路时,zui可以检查驱动功率。
11.C-MOS反相器
C-MOS是一种互补型MOS,由p型和n型MOSFET相互连接构成。在下图中,它作为一个反相器(逻辑反相器电路不是)。
12.振荡电路
在放大电路中装有C-MOS反相器或晶体管,即所谓的振荡电路是将输出连接到输入,以便连续放大反馈。只有通过晶体谐振器的反馈,谐振频率的信号才能被选择和放大。
13.O
指运行环境中振荡频率超过允许偏差的频率范围。通常根据标称频率用ppm表示。
反馈电阻
在振荡电路中,反馈电阻与C-MOS反相器并联。它可以集成在MCU上。其功能是平衡逆变器I/O之间的DC电压,逆变器将充当放大器。当反馈电阻没有集成在MCU上时,使用1m作为外部反馈电阻就非常好了。
阻尼电阻
该电阻用于振荡电路中C-MOS反相器的输出。它的作用是减小振荡幅度以降低功率。另一方面,一定要注意振荡裕度,因为阻尼电阻过大会导致振荡停止。阻尼电阻的使用范围一般在0 ~ 2k,具体取决于单片机的特性。
外部负载电容
外部负载电容器用于将振荡电路的逆变器的输入和输出接地。它是直接影响负电阻和振荡频率的重要元件。这些电容器被称为负载电容器在塞拉洛克。另一方面,在晶体谐振器中,它被称为外部负载电容为了区别于负载电容Cs 。通常,两个相同的电容用作外部负载电容。5到10pF非常适合外部负载电容,这将取决于MCU的特性和安装基板的寄生电容。审计唐子红










