





晶體振蕩器的功能作用
晶振在應用具體起到的作用,微控制器的時鐘源可以分為兩類:基于機械諧振器件的時鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡單的分立RC振蕩器。基于晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數。RC振蕩器能夠快速啟動,差分晶振原廠,成本也比較低,差分晶振單價,但通常在整個溫度和工作電源電壓范圍內精度較差,會在標稱輸出頻率的5%至50%范圍內變化。但其性能受環境條件和電路元件選擇的影響。需認真對待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時,陶瓷諧振槽路和相應的負載電容必須根據特定的邏輯系列進行優化。具有高Q值的晶振對放大器的選擇并不敏感,但在過驅動時很容易產生頻率漂移(甚至可能損壞)。影響振蕩器工作的環境因素有:電磁干擾(EMI)、機械震動與沖擊、濕度和溫度。這些因素會增大輸出頻率的變化,增加不穩定性,并且在有些情況下,還會造成振蕩器停振。上述大部分問題都可以通過使用振蕩器模塊避免。這些模塊自帶振蕩器、提供低阻方波輸出,并且能夠在一定條件下保證運行。常用的兩種類型是晶振模塊和集成RC振蕩器(硅振蕩器)。晶振模塊提供與分立晶振相同的精度。硅振蕩器的精度要比分立RC振蕩器高,多數情況下能夠提供與陶瓷諧振槽路相當的精度。

晶體振蕩器基本知識
1、概念:電路上為一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡,有兩個諧振點,較低的頻率是串聯諧振,較高的頻率是并聯諧振。
這兩個頻率接近,再很窄的頻率范圍內,晶振等效為一個電感,只要在晶振的兩端并聯上合適的電容就可以組成并聯諧振電路。
2、選擇與負載電容值相等的并聯電容,就可以得到晶振標稱的諧振頻率;
3、分類:無源晶振(crystal,差分晶振廠家,晶體)、有源晶振(oscillator,振蕩器);
4、振蕩原理:壓電效應;
5、壓電諧振:當外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率(決定于晶片的尺寸)相等時,機械振動的幅度急劇增加;
6、石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應來起振,石英晶體諧振器是利用石英晶體和內置IC來共同作用工作的;
振蕩器直接應用于電路中,諧振器的工作一般需要提供3.3V的電壓來維持工作。
振蕩器比諧振器多了一個重要的技術參數:諧振電阻(RR);
7、Q值:衡量電感的主要參數,指電感器再某一頻率的交流下工作時,所呈現的感抗與等效損耗電阻之比。
Q值越高,損耗越小,效率越高;

晶振起振原理
石英晶片所以能做振蕩電路(諧振)是基于它的壓電效應,從物理學中知道,若在晶片的兩個極板間加一電場,會使晶體產生機械變形;反之,若在極板間施加機械力,又會在相應的方向上產生電場,這種現象稱為壓電效應。
如在極板間所加的是交變電壓,就會產生機械變形振動,同時機械變形振動又會產生交變電場。一般來說,這種機械振動的振幅是比較小的,其振動頻率則是很穩定的。
但當外加交變電壓的頻率與晶片的固有頻率(決定于晶片的尺寸)相等時,差分晶振,機械振動的幅度將急劇增加,這種現象稱為壓電諧振,因此石英晶體又稱為石英晶體諧振器。其特點是頻率穩定度很高。


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