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晶體振蕩器工作原理

晶振具有壓電效應,即在晶片兩極外加電壓后晶體會產(chǎn)生變形,反過來如外力使晶片變形,上偏晶振原廠,則兩極上金屬片又會產(chǎn)生電壓。如果給晶片加上適當?shù)慕蛔冸妷海蜁a(chǎn)生諧振(諧振頻率與石英斜面傾角等有關(guān)系,且頻率一定)。晶振利用一種能把電能和機械能相互轉(zhuǎn)化的晶體,上偏晶振單價,在共振的狀態(tài)下工作可以提供穩(wěn)定、準確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率精度可達百萬分之五十。利用該特性,晶振可以提供較穩(wěn)定的脈沖,廣泛應用于微芯片的時鐘電路里。晶片多為石英半導體材料,外殼用金屬封裝。 

晶振常與主板、南橋、聲卡等電路連接使用。晶振可比喻為各板卡的“心跳”發(fā)生器,如果主卡的“心跳”出現(xiàn)問題,上偏晶振加工,必定會使其他各電路出現(xiàn)故障。

晶體振蕩器的頻率變化

   晶振,全稱是石英晶體振蕩器,是一種高精度和高穩(wěn)定度的振蕩器。通過一定的外接電路來,可以生成頻率和峰值穩(wěn)定的正弦波。

   而單片機在運行的時候,需要一個脈沖信號,做為自己執(zhí)行指令的觸發(fā)信號,可以簡單的想象為:單片機收到一個脈沖,就執(zhí)行一次或多次指令。

   在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯(lián)再串聯(lián)一個電容的二端網(wǎng)絡,電工學上這個網(wǎng)絡有兩個諧振點,以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯(lián)諧振,較高的頻率是并聯(lián)諧振。

   由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當?shù)慕咏?,在這個極窄的頻率范圍內(nèi),晶振等效為一個電感,上偏晶振,所以只要晶振的兩端并聯(lián)上合適的電容它就會組成并聯(lián)諧振電路。

   這個并聯(lián)諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構(gòu)成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數(shù)變化很大,這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。

晶體振蕩器的特性

溫度特性:指在其他條件不變的情況下,溫度對其頻率穩(wěn)定度的影響

電壓特性:指在其他條件不變的情況下,電壓的變化(小幅度紋波)對其頻率穩(wěn)定度的影響

壓控電壓:有些晶振會有一個VC腳位,通過外加電壓調(diào)節(jié)輸出頻率,一般牽引范圍在PPM級別

雜散:指相噪曲線上的一些毛刺,源于放大器或者混頻器的噪音

短期穩(wěn)定性:理想的振蕩器的輸出電壓為正弦曲線。實際的振蕩器輸出電壓由于噪聲的影響是偏移的正弦曲線的

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