涵解一些容易被误解的石英晶振信息

对于石英晶体振荡器的设计原理,每家晶振厂家对其振荡器首要的是必然先了解清楚石英晶体作为振荡器电路中高Q值的分量,其对晶体管电路的影响成分,然后正确的指出石英晶振对于精心设计的振荡器至关重要的作用,本文提供讲解一些入门涵盖石英晶体最容易被误解的参数.

在图1中,C1,L1和R1构成晶体谐振器的运动臂,C0是分流器电容主要是由石英晶体的电极和晶体的电极形成的持有人,并联电容C0是等效电路中唯一的物理值,这个参数实际上可以用一个简单的电容计测量,动作手臂另一方面,组件(C1,L1和R1)是等同物,因此不是真实的,注意这个等价物仅用于基本反应,而附加的动作武器也可以添加了每个泛音和虚假.

图2中有四个关键事实,首先,fs是动态电容C1抵消动态电感的频率L1,其次,fs被为晶体的"串联谐振",并由第三,反谐振点或并联谐振fa表示,是运动电感L1与C1和C0的并联组合共振,j=虚构运算符=-1w=弧度频率=2pf公式是复阻抗但我们的兴趣将在它的虚部或其中电抗.

通过改变负载电容来拉动频率许多应用需要改变晶体的频率,一个例子是VCXO(压控晶体振荡器),需要将工作频率调到a期望的值或在期望的电压范围内改变频率,作为容性负载随着晶体的系列变化,晶体频率被拉,这种频率的变化负载电容CL表示为:fL=负载电容的频率,fs=串联谐振频率,C1=晶体的运动电容,Co=晶体的并联电容.

图3典型的晶体微调灵敏度与负载电容,其中运动电容C1=0.01pF和并联电容C0=5pF,在CL为10pF时,TS=-22.22PPM/pF,在CL=20pF时,TS=-8PPM/pF,如何选择负载的重要见解石英晶振的电容值,如果设计者的目标是制造固定频率振荡器,那么如在微处理器应用中,他/她选择一个大的负载电容值,如18-上22pF,如果设计者想要拉晶体,那么他/她选择一个小的负载电容值像9pF-14pF.

所有晶体都有许多共振响应(见图4),第一个主要的反应称为基本的,在它的右边,是下一个主要响应,即第三个泛音,然后是五Overtone等等,只有奇怪的泛音,泛音反应不是谐波根本的,根据定义,谐波是较低频率的精确倍数.对于例如,第3泛音通常位于基本的2.8到3.2倍之间,所以石英振荡器有没有谐波,但泛音,检查图4注意晶体在某些频率点表现得像一个电阻,并且像其他频率区域的电感器或电容器.

连接到晶体的电路拓扑决定了晶体的工作位置,其他换言之,电路迫使晶体进入基波,并联,泛音或串联模式,见下面的定义,负载电容:晶体的频率将根据电容而变化与晶体串联的电抗,因此设计者必须指定电容值需要将晶体校准到频率,典型值介于9-32pF之间,18-20pF是最常见的,负载电容有效地与振荡器串联,永远不会跨越它,平行晶体:在一个电感区域校准到所需频率的晶体晶体的电抗曲线,由于它是一个区域,设计师必须准确识别其中的位置他/她需要晶体操作的区域,该地区的确切点由负载电容值.