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电容器品种繁多用途广泛,那它在石英晶振电路中有什么用途呢

返回列表 来源:冠杰电子 浏览:- 发布日期:2017-12-21 12:05:04【

电路electric circuit 专指:由金属导线和电气以及电子部件组成的导电回路,称其为电路。直流电通过的电路称为“直流电路”;交流电通过的电路称为“交流电路”。又或电流流过的回路叫做电路,又称导电回路。最简单的电路,是由电源,用用电器,导线,开关等电子元器件组成。

电路导通叫做通路。只有通路,电路中才有电流通过。电路某一处断开叫做断路或者开路。如果电路中电源正负极间没有用电器既没有电阻而是直接接通叫做短路,这种情况是决不允许的。另有一种短路是指某个元件的两端直接接通,此时电流会从直接接通处流经而不会经过该电子元件,这种情况叫做该元件短路。开路(或断路)是允许的,而第一种短路决不允许,因为电源的短路会导致电源、用电器、电流表被烧坏等现象的发生。

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而在电路中一定会有具有电阻值的电子元器件存在,就是电源也不例外,我们称它为电源电阻。每个用电气在接通电路之后就会开始消耗电能W=I^2Rt。单位时间内通过导体横截面的电荷量,叫电流,通常用I代表电流,表达式I=Q/t(其中Q为电荷量,单位为库伦;t为时间,单位为秒),电流的单位是安培(这个单位是为了纪念法国物理学家安培在电学研究中的巨大贡献而命名的),简称“安”,符号为“A”。

这些都是电路息息相关的物理名词,在石英晶振电路中还有一个重要的物理名词电容C,就是我们常说的负载电容,这种负载电容不仅石英晶振本身自带,在电路设计是设计师们为了达到理想状态还会在石英晶振外在电路上接上两个外接电容C1C2。电容是指容纳电场的能力。任何静电场都是由许多个电容组成,有静电场就有电容,电容是用静电场描述的。一般认为:孤立导体与无穷远处构成电容,导体接地等效于接到无穷远处,并与大地连接成整体。

电容器的基本作用就是阻直流通交流;充电和放电。但由这种基本作用所延伸出来的许多电路现象,使得电容器有着种种不同的用途,例如:在电动马达中,用它来产生相移;在照相闪光灯中,用它来产生高能量的瞬间放电。在滤波电路中它是主要。电容器不同性质的用途尤多,这许多不同的用途,虽然也有截然不同之处,但因其作用均来自充电与放电,和其阻直流通交流的性质。

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在石英晶振电路中的外接电容C1C2我们称之为外接负载电容,是指与石英晶体谐振器一起决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF20pF30pF50pF100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整,通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。那在石英晶体谐振器和陶瓷谐振器的应用中,我们就需要格外注意负载电容的选择。

不同厂家生产的石英晶体谐振器和陶瓷谐振器的特性和品质都存在较大差异,在选用时,要了解该型号振荡器的关键指标,如等效电阻,厂家建议负载电容,频率偏差等。在实际电路中,也可以通过示波器观察振荡波形来判断振荡器是否工作在最佳状态。示波器在观察振荡波形时,观察OSCO管脚(Oscillator output),应选择100MHz带宽以上的示波器探头,这种探头的输入阻抗高,容抗小,对振荡波形相对影响小。(由于探头上一般存在1020pF的电容,所以观测时,适当减小在OSCO管脚的电容可以获得更接近实际的振荡波形)。工作良好的振荡波形应该是一个漂亮的正弦波,峰峰值应该大于电源电压的70%。若峰峰值小于70%,可适当减小OSCIOSCO管脚上的外接负载电容。反之,若峰峰值接近电源电压且振荡波形发生畸变,则可适当增加负载电容。

问:如何判断电路中晶振是否被过分驱动?

答:电阻RS常用来防止石英晶振被过分驱动。过分驱动晶振会渐渐损耗减少晶振的接触电镀,这将引起频率的上升。可用一台示波器检测OSC输出脚,如果检测一非常清晰的正弦波,且正弦波的上限值和下限值都符合时钟输入需要,则晶振未被过分驱动;相反,如果正弦波形的波峰,波谷两端被削平,而使波形成为方形,则晶振被过分驱动。这时就需要用电阻RS来防止晶振被过分驱动。判断电阻RS值大小的最简单的方法就是串联一个5k10k的微调电阻,从0开始慢慢调高,一直到正弦波不再被削平为止。通过此办法就可以找到最接近的电阻RS值。

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1):因为每一种晶振都有各自的特性,所以最好按制造厂商所提供的数值选择外部元器件。

2):在许可范围内,C1,C2值越低越好。C值偏大虽有利于振荡器的稳定,但将会增加起振时间。

3):应使C2值大于C1值,这样可使上电时,加快晶振起振。

用示波器检测OSCI(Oscillator input)管脚,容易导致振荡器停振,原因是:部分的探头阻抗小不可以直接测试,可以用串电容的方法来进行测试。如常用的4MHz石英晶体谐振器,通常厂家建议的外接负载电容为1030pF左右。若取中心值15pF,则C1C2各取30pF可得到其串联等效电容值15pF。同时考虑到还另外存在的电路板分布电容,芯片管脚电容,晶体自身寄生电容等都会影响总电容值,故实际配置C1C2时,可各取2015pF左右。并且C1C2使用瓷片电容为佳。

迈克尔·法拉第(Michael Faraday1791922日-1867825日),英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家。生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭,仅上过小学。他详细地研究在载流导线四周的磁场,想出了磁场线的点子,因此建立了电磁场的概念。他观察到磁场会影响光线的传播,找出了两者之间的关系,还发现了电磁感应的原理、抗磁性、法拉第电解定律。18241月当选皇家学会会员,18252月任皇家研究所实验室主任,18331862任皇家研究所化学教授。1846年荣获伦福德奖章和皇家勋章。1867825日逝世。

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许多人对电学都做出过贡献,查尔斯·奥古斯丁·库仑,亚历山德罗·伏特伯爵,汉斯·克里斯琴·奥斯特,安德烈·玛丽·安培等就在最重要的人物之列。但是比其他人都遥遥领先的是两位伟大的英国科学家迈克尔·法拉第和詹姆士·克拉克·麦克斯韦。虽然他俩在一定程度上互为补充,但却不是合作人。其中各自的贡献就足以使本人在本名册中排列在前。