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晶体谐振器、时钟振荡器工作原理与特点

发布时间:2019-09-23

晶体还需要逆变器和负载电容来形成振荡器。晶体元件是由应时晶体板和外壳组成的无源压电元件,通常称为晶体和晶体振荡器,它在中国早期被称为晶体谐振器。

 这表明正常的应时晶体元件(两条腿)是无方向性的,但是当一根引线(引脚)连接到外壳时,有可能具有方向性。水晶(Crystal)是一种机电设备,由应时水晶制成,通过精密切割、研磨、电镀电极和焊接引线,电损耗小。这种晶体有一个非常重要的特性。如果通电,就会产生机械振动。相反,如果给它机械力,它就会发电。这种特性被称为机电效应。

 它们有一个非常重要的特性,并且它们的振荡频率与它们的形状、材料、切割方向等密切相关。

 因为应时晶体具有非常稳定的化学性质、非常小的热膨胀系数和非常稳定的振荡频率,所以它的谐振频率也非常精确,因为控制几何尺寸可以非常精确。-请问,逆变器,负载电容有什么用??为什么?形成正反馈,以便振荡器和时钟振荡器能够开始振动。然而,谐振器和时钟振荡器的区别在于,谐振器是最简单的振荡器,没有任何补偿。我们通常所说的时钟振荡器是由谐振器和集成电路组成的电路,以实现其自身的功能。

 以压控晶体振荡器(vcxo)为例:压控晶体振荡器(VCXO)是一种石英晶体振荡器,其振荡效率可变或可由红外加控制电压调制。

 VCXO主要由晶体谐振器、变容二极管和振荡电路组成。其工作原理是通过控制电压来改变变容二极管的电容,从而“拉动”石英谐振器的频率,达到调频的目的。

晶体谐振器

 VCXO主要用于锁相技术和频率负反馈调制。应该清楚如何选择它。

 2  时钟振荡器,有些研发也叫晶体振荡器,一般有四个支路,是定向的,有电源、接地和时钟输出引脚,内部有晶体和振荡电路,不需要输入信号源,可以直接产生频率  工厂频率已经校准  特点:使用方便,频率稳定,电磁辐射少  但是价格比水晶贵  石英晶体振荡器简称晶体振荡器。它通常是由应时晶体元件、集成电路、电阻和电容以及外壳组成的有源功能元件。它可以在上电时输出稳定的频率信号  

晶体振荡器通常为4引脚(引出线),并具有方向性,这在样本或说明手册中有标记。  谐振器:电路中的等效功能是具有频率选择功能的网络,它是振荡电路的核心部件。它决定振荡器的频率稳定性。谐振器的类型包括:应时晶体、陶瓷、液晶、电介质和其他材料。  如果应时晶体与放大电路匹配形成正反馈,并且环路放大因子大于1,则产生自激振荡信号  这是应时水晶的基本原理  选择——根据您使用的集成电路的具体要求,1)如果只能使用外部时钟,选择时钟振荡器,或者使用晶体振荡器+反相器+电容组成振荡器,可以根据价格和方便获得;2)如果可以使用外部时钟,则使用晶体振荡器,或者使用晶体振荡器;3)如果只能使用晶体振荡器,选择晶体振荡器无源晶体和有源晶体振荡器的区别、应用范围和用途:

1、无源晶体-无源晶体需要数字信号处理器芯片上的振荡器,数据表上有建议的连接方法  无源晶体没有电压问题,信号电平是可变的,也就是说,它是根据启动电路确定的。同一个晶体可以应用于各种电压,数字信号处理器对时钟信号电压有不同的要求,而且价格通常很低。因此,对于一般应用,如果条件允许,建议使用晶体,这特别适合产品线丰富、产量大的生产商。  

无源晶体与晶体振荡器相比具有信号质量差的缺陷。通常,需要精确匹配外围电路(电容、电感、电阻等)。用于信号匹配)。当更换不同频率的晶体时,需要相应地调整外围配置电路。  建议使用精度较高的应时晶体,尽量不要使用精度较低的陶瓷。  

2、有源晶体振荡器——有源晶体振荡器不需要数字信号处理器内部振荡器,信号质量好,相对稳定,连接方式相对简单(主要是对电源进行滤波,通常使用由电容和电感组成的π滤波网络,输出使用小电阻对信号进行滤波),不需要复杂的配置电路  

有源晶体振荡器的常见用法是:一条腿悬空,两条腿接地,三条腿连接到输出,四条腿连接到电压  与无源晶体相比,有源晶体振荡器的缺点是信号电平固定,需要选择合适的输出电平,灵活性和成本较低。  

对于对时序要求敏感的应用,我个人认为最好使用有源晶体振荡器,因为可以选择相对精确的晶体振荡器,甚至是高级温度补偿晶体振荡器。  有些数字信号处理器没有内部振荡器电路,只能使用有源晶体振荡器,如TI 6000系列等。  有源晶体振荡器的体积通常比无源晶体大,但现在许多有源晶体振荡器是表面安装的,体积相当于晶体,有些甚至比许多晶体小。  

注意事项:1。需要倍频的数字信号处理器需要配置锁相环外围配置电路,主要是隔离和滤波;

2及以下20兆赫晶体振荡器基本上是具有良好稳定性的基频器件。大多数20兆赫以上的晶体振荡器是谐波的(例如三次谐波、五次谐波等)。)并且稳定性差。因此,强烈建议使用低频器件。毕竟,倍频锁相环电路主要需要电容、电阻和电感进行外围配置,它们的稳定性和价格远远优于晶体振荡器器件。

3。时钟信号走线长度应尽可能短,线宽应尽可能大,与其他走线的距离应尽可能大,器件布局应靠近器件,必要时应使用内层,并包围地线。

4。当时钟信号从外部通过背板引入时,有特殊的设计要求。相关信息需要详细参考。  此外,还有一些解释:一般来说,晶体振荡器的稳定性比晶体好,特别是在精密测量等领域。绝大多数晶体振荡器都是高品质的,可以集成各种补偿技术并降低设计的复杂性。  试想,如果使用晶体,然后波形整形、抗干扰和温度补偿由自己设计,那么设计的复杂性会是什么?当我们设计射频电路和其他对时钟要求高的地方时,我们使用高精度温度补偿晶体振荡器,工业用振荡器的价格为数百元。  

如果找不到适用于特殊领域的晶体振荡器,也就是说,设计的复杂性超过了市场上成品晶体振荡器的水平,则必须自行设计。在这种情况下,必须选择晶体。然而,这些晶体绝对不是市场上的普通晶体,而是特殊的高端晶体,如红宝石晶体等。  在要求较高的地区,情况更为特殊。我们在这里用于高精度测试的时钟甚至由原子钟、铷钟和其他设备提供。它们通过特殊的射频连接器连接。它们是大型设备,相当重。  晶体振荡器:所谓的石英晶体谐振器和应时晶体时钟振荡器  然而,随着更多谐振器用于消费电子产品,晶体振荡器在一般概念中被理解为谐振器。  后者通常被称为钟真  本文介绍了一些能反映晶体振荡器性能的技术指标。理解这些指标的含义将有助于通信设计工程师成功完成设计项目,同时可以大大降低整机制造商的采购成本。  

-总频率差:晶体振荡器频率和给定标称频率之间的最大频率差,这是由于指定时间内所有指定工作和非工作参数的组合。  

-描述:总频率差包括由频率温度稳定性、频率温度精度、频率老化率、频率电源电压稳定性和频率负载稳定性引起的最大频率差  一般而言,仅在涉及短期频率稳定性时使用,并且不严格要求其他频率稳定性指标。   

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