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晶振
在振蕩器應(yīng)用上,振蕩器總是選擇很強的模式工作。一些干擾模式有急劇升降的頻率—溫度特性。有時候,當(dāng)溫度發(fā)生改變,在一定溫度下,寄生模的頻率與振蕩頻率一致,這導(dǎo)致了“活動性下降”。在活動性下降時,寄生模的激勵引起諧振器的額外能量的消耗,導(dǎo)致Q 值的減小,等效串聯(lián)電阻增大及振蕩器頻率的改變。當(dāng)阻抗增加到相當(dāng)大的時候,振蕩器就會停止,即振蕩器失效。當(dāng)溫度改變遠(yuǎn)離活動性下降的溫度時,振蕩器又會重新工作。寄生模能有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計和封裝方法控制。不斷修正電極與晶片的尺寸關(guān)系(即應(yīng)用能陷原則),并保持晶片主平面平行,這樣就能把寄生模很小化。
晶振指標(biāo)
標(biāo)稱頻率:振蕩器輸出的中心頻率或頻率的標(biāo)稱值。
頻率準(zhǔn)確度:振蕩器輸出頻率在室溫(25℃±2℃)下相對于標(biāo)稱頻率的偏差。
調(diào)整頻差:在溫度范圍內(nèi)振蕩器輸出頻率相對于25℃時測量值允許頻率偏差。
負(fù)載諧振頻率(fL):在規(guī)定條件下,晶體與一負(fù)載電容相串聯(lián)或相并聯(lián),其組合阻抗呈現(xiàn)為電阻性時(產(chǎn)生諧振)的兩個頻率中的一個頻率。在串聯(lián)負(fù)載電容時,負(fù)載諧振頻率是兩個頻率中較低的一個,在并聯(lián)負(fù)載電容時,則是兩個頻率中較高的一個。
石英晶體振蕩器的基本原理
符號和等效電路
石英晶體諧振器的符號和等效電路如圖2所示。當(dāng)晶體不振動時,可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關(guān),一般約幾
個PF到幾十PF。當(dāng)晶體振蕩時,機械振動的慣性可用電感L來等效。一般L的值為幾十mH到幾百mH。晶片的彈性可用電容C來等效,C的值很小,一般只有0.00020.1pF。晶片振動時因摩擦而造成的損耗用R來等效,它的數(shù)值約為100Ω。由于晶片的等效電感很大,而C很小,R也小,因此回路的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)1000~10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān),而且可以做得準(zhǔn)確,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。