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晶振的相关知识.ppt-课程中心-西华大学
课程小论文—— 晶振的有关知识 西华大学《模拟电子技术》示范课 组员:植涛 王威 吕亚楠 谢文彬 孔麟 序号:87 58 88 86 91 主讲:孔麟 一三年十二月制 前言 在学到第九章正弦波振荡电路这一章后,我们又接触到了一个新的器件——晶振。上课的时候听老师讲是晶体振荡器,但却不是很了解,所以下来后上网浏览了一下,看到了一些有关晶振的知识,觉得有用,就记下来了,分享给大家,希望对大家对晶振这一元件有更深入的认识。 摘要 晶振有着不同使用要求及特点,通分为以下几类:普通晶振、温补晶振、压控晶振、温控晶振等。在测试和使用时所供直流电源应没有足以影响其准确度的纹波含量,交流电压应无瞬变过程。测试仪器应有足够的精度,连线合理布置,将测试及外围电路对晶振指标的影响降至最低。论文简单介绍了晶振的基本概念,主要参数,基本分类,工作原理,功能作用,发展趋势以及种类简介。 晶振一般叫做晶体谐振器,是一种机电器件,是 用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极 焊上引线做成。这种晶体有一个很重要的特性,如果 给它通电,它就会产生机械振荡,反之,如果给它机 械力,它又会产生电,这种特性叫机电效应。他们有 一个很重要的特点,其振荡频率与他们的形状,材料 ,切割方向等密切相关。由于石英晶体物理性能非常稳定,热膨胀系数非常小,其振荡频率也非常稳定,由于控制几何尺寸可以做到很精密,因此,其谐振频率也很准确。根据石英晶体的机电效应,我们可以把它等效为一个电磁振荡回路,即谐振回路。他们的机电效应是机-电-机-电..的不断转换,由电感和电容组成的谐振回路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损耗非常小,即Q值非常高,做振荡器用时,可以产生非常稳定的振荡,作滤波器用,可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线。 晶振的基本概述 晶振的部分主要参数 频率准确度:在标称电源电压、标称负载阻抗、基准温度(25℃)以及其他条件保持不变 ,晶体振荡器的频率相对与其规定标称值的最大允许偏差,即(fmax-fmin)/f0。 温度稳定度:其他条件保持不变,在规定温度范围内晶体振荡器输出频率的最大变化量相对于温度围内输出频率极值之和的允许频偏值,即(fmax-fmin)/(fmax+fmin)。 频率调节范围:通过调节晶振的某可变元件改变输出频率的范围。 负载特性:其他条件保持不变,负载在规定变化范围内晶体振荡器输出频率相对于标称负载下的输出频率的最大允许频偏。 电压特性:其他条件保持不变,电源电压在规定变化范围内晶体振荡器输出频率相对于标称电源电压下的输出频率的最大允许频偏。 杂波:输出信号中与主频无谐波(副谐波除外)关系的离散频谱分量与主频的功率比,用dBc表示。 谐波:谐波分量功率Pi与载波功率P0之比,用dBc表示。 频率老化:在规定的环境条件下,由于元件(主要是石英谐振器)老化而引起的输出频率随时间的系统漂移过程。通常用某一时间间隔内的频差来量度。对于高稳定晶振,由于输出频率在较长的工作时间内呈近似线性的单方向漂移,往往用老化率(单位时间内的相对频率变化)来量度。 晶振的基本分类 晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。 无源晶振与有源晶振(谐振)的英文名称不同,无源晶 振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振 荡器)。无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信 号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并 不准确;有源晶振是一个完整的谐振振荡器。石英晶体 振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件。石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振,而石英晶体谐振器是利用石英晶体和内置IC共同作用来工作的。振荡器直接应用于电路中,谐振器工作时一般需要提供3.3V电压来维持工作。振荡器比谐振器多了一个重要技术参数:谐振电阻(RR),谐振器没有电阻要求。RR的大小直接影响电路的性能,因此这是各商家竞争的一个重要参数。 晶振的工作原理 晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电 阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个 网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频 率为串联谐振,较高的频率为并联谐振。由于晶体 自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在 这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所 以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并 联谐振电路。这个并联谐振电路加到一个负反馈电
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