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石英晶体振荡器(简称晶振)简介 [复制链接]

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离线阿克甘
 
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247
只看楼主 倒序阅读 0楼 发表于: 2009-04-13
一、术语解释
1、频率准确度:在规定条件下,晶振输出频率相对于标称频率的允许偏离值。常用其相对值表示。
2、频率稳定度:   
2.1[时域表征]   
  ⑴ 在规定条件下,晶振内部元件由于老化而引起的输出频率随时间的漂移。通常用某一时间间隔内的老化频差的相对值来量度(如日、月或年老化率等)。   
  ⑵ 日稳定度(或称日波动):指晶振输出频率在24小时内的变化情况。通常用其最大变化的相对值来表示。
2.2[频域表征]   
  ⑴ 单边相位噪声功率谱密度,晶振输出信号的频谱中,用偏离载频f hz处每hz带宽内单边相位噪声功率与信号功率之比的分贝(db)量,可写作 £(f)单位为db/hz。   
  ⑵ 频谱纯度:是量度晶振内部噪声及杂散谱的尺度。通常用单边噪声功率谱密度来表示。  
3、输出波形:有正弦波和方波两种。
4、输出幅度:在接入额定负载的规定条件下,晶振输出的均方根值电压。
5、频率温度特性:当环境温度在规定范围内按预定方式变化时,晶振的输出频率产生的相对变化特性
6、压控线性度:指压控晶振输出频率与压控电压曲线偏离线性的程度。
二、应用指南
根据晶振的不同使用要求及特点,通常分为以下几类:普通晶振、温补晶振、压控晶振、温控晶振等。安装晶振时,应根据其引脚功能标识与应用电路应连接,避免电源引线与输出引脚相接输出。
在测试和使用时所供直流电源应没有足以影响其准确度的纹波含量,交流电压应无瞬变过程。测试仪器应有足够的精度,连线合理布置,将测试及外围电路对晶振指标的影响降至最低。 at切型晶体的频率温度特性曲线如下:



1、普通晶振(pxo):是一种没有采取温度补偿措施的晶体振荡器,在整个温度范围内,晶振的频率稳定度取决于其内部所用晶体的性能,频率稳定度在10-5量级,一般用于普通场所作为本振源或中间信号,是晶振中最廉价的产品。
2、温补晶振(tcxo):是在晶振内部采取了对晶体频率温度特性进行补偿,以达到在宽温温度范围内满足稳定度要求的晶体振荡器。一般模拟式温补晶振采用热敏补偿网络。补偿后频率稳定度在10-7~10-6量级,由于其良好的开机特性、优越的性能价格比及功耗低、体积小、环境适应性较强等多方面优点,因而获行了广泛应用。
3、恒温晶振(ocxo):采用精密控温,使电路元件及晶体工作在晶体的零温度系数点的温度上。中精度产品频率稳定度为10-7~10-8,高精度产品频率稳定度在10-9量级以上。主要用作频率源或标准信号。
4、压控晶振(vcxo):是一种可通过调整外加电压使晶振输出频率随之改变的晶体振荡器,主要用于锁相环路或频率微调。压控晶振的频率控制范围及线性度主要取决于电路所用变容二极管及晶体参数两者的组合。


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离线阿克甘
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247
只看该作者 1楼 发表于: 2009-04-13
有源晶振比无源晶振好在什么地方?
有源晶振是要外加电源的,而且不用外加电容,它的输出信号
比较的强,一般用示波器是可以明显的看到的.
无源的晶振不要外加电源,但是必须使用两个合适的电容,这个
比较的麻烦,如果电容不对应的话,晶振很可能不工作,而且信号
不是很强,用示波器看的话,示波器的管脚接上去晶振可能就不
工作了,所以晶振到底是否工作不好判断.
如果要求系统比较稳定的话,如mpu,cpld,fpga的晶振使用有源
晶振示比较的合适的,而且晶振不工作的情况还是有发生的
如果你的片子根本就不热的话,最好先看看你的晶振是否工作
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关于晶振的匹配电容问题

晶振还是晶体?
晶振的话好像不用电容吧?
晶体的话0.1u和0.01u的电容有些大了,
一般应该100p到20p之间

nod
晶振的标称值在测试时有一个“负载电容”的条件,在工作时满足这个条件,振荡频率才与标称值一致。一般来讲,有低负载电容(串联谐振晶体)
高负载电容(并联谐振晶体)之分。在电路上的特征为:晶振串一只电容跨接在ic两只脚上的,则为串联谐振型;一只脚接ic,一只脚接地的,则为并联型。如确实没有原型号,需要代用的可采取串联谐振型电路上的电容再并一个电容,并联谐振电路上串一只电容的措施。例如:4.433mhz晶振,并一只3300pf电容或串一只70p的微调电容。另一种说法是“损耗值”与“激励电平”之说:

其实,上述原因都可以作为选择晶振的条件作为考虑。


  常见的晶振大多是二只脚,3脚的晶振是一种集晶振和电容为一体的复合元件。由于在集成电路振荡端子外围电路中总是以一个晶振(或其它谐振元件)和两个电容组成回路,为便于简化电路及工艺,人们便研制生产了这种复合件。其3个引脚中,中间的1个脚通常是2 个电容连接一起的公共端,另外2个引脚即为晶振两端,也是两个电容各自与晶振连接的两端。由此可见,这种复合件可用一个同频率晶振和两个100~200pf的瓷片电容按常规连接后直接予以代换。

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怎样选择一款合适的晶体振荡器21ic.com
发信站: 瀚海星云 (2003年11月04日1005 星期二), 站内信件

---- 本文介绍了一些足以表现出一个晶体振荡器性能高低的技术指标,了解这些指标的含义,将有助于通讯设计工程师顺利完成设计项目,同时也可以大大减少整机

---- 总频差:在规定的时间内,由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大频差。

---- 说明:总频差包括频率温度稳定度、频率温度准确度、频率老化率、频率电源电压稳定度和频率负载稳定度共同造成的最大频差。一般只在对短期频率稳定度关心,而对其他频率稳定度指标不严格要求的场合采用。例如:精密制导雷达。

---- 频率温度稳定度:在标称电源和负载下,工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。

---- ft=±(fmax-fmin)/(fmax+fmin)
---- ftref =±max[|(fmax-fref)/fref|,|(fmin-fref)/fref|] ft:频率温度稳定度(不带隐含基准温度)
---- ftref:频率温度稳定度(带隐含基准温度)
---- fmax :规定温度范围内测得的最高频率
---- fmin:规定温度范围内测得的最低频率
---- fref:规定基准温度测得的频率

---- 说明:采用ftref指标的晶体振荡器其生产难度要高于采用ft指标的晶体振荡器,故ftref指标的晶体振荡器售价较高。

---- 几种电子系统使用的晶体振荡器典型频率温度稳定度指标见下表:

---- 表中有一部分频率温度稳定度指标应是带隐含基准温度的频率温度稳定度指标,但没表示出来。 (1ppm=1×10-6;1ppb=1×10-9)。

---- 频率稳定预热时间:以晶体振荡器稳定输出频率为基准,从加电到输出频率小于规定频率允差所需要的时间。

---- 说明:在多数应用中,晶体振荡器是长期加电的,然而在某些应用中晶体振荡器需要频繁的开机和关机,这时频率稳定预热时间指标需要被考虑到(尤其是对于在苛刻环境中使用的军用通讯电台,当要求频率温度稳定度≤±0.3ppm(-45℃~85℃),采用ocxo作为本振,频率稳定预热时间将不少于5分钟,而采用dtcxo只需要十几秒钟)。

---- 频率老化率:在恒定的环境条件下测量振荡器频率时,振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器电路元件的缓慢变化造成的,可用规定时限后的最大变化率(如±10ppb/天,加电72小时后),或规定的时限内最大的总频率变化(如:±1ppm/(第一年)和±5ppm/(十年))来表示。

---- 说明:tcxo的频率老化率为:±0.2ppm~±2ppm(第一年)和±1ppm~±5ppm(十年)(除特殊情况,tcxo很少采用每天频率老化率的指标,因为即使在实验室的条件下,温度变化引起的频率变化也将大大超过温度补偿晶体振荡器每天的频率老化,因此这个指标失去了实际的意义)。ocxo的频率老化率为:±0.5ppb~±10ppb/天(加电72小时后),±30ppb~±2ppm(第一年),±0.3ppm~±3ppm(十年)。

---- 频率压控范围:将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压,晶体振荡器频率的最小峰值改变量。

---- 说明:基准电压为+2.5v,规定终点电压为+0.5v和+4.5v,压控晶体振荡器在+0.5v频率控制电压时频率改变量为-110ppm,在+4.5v频率控制电压时频率改变量为+130ppm,则vcxo电压控制频率压控范围表示为:≥±100ppm(2.5v±2v)。

---- 压控频率响应范围:当调制频率变化时,峰值频偏与调制频率之间的关系。通常用规定的调制频率比规定的调制基准频率低若干db表示。

---- 说明:vcxo频率压控范围频率响应为0~10khz。

---- 频率压控线性:与理想(直线)函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度,它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。

---- 说明:典型的vcxo频率压控线性为:≤±10%,≤±20%。简单的vcxo频率压控线性计算方法为(当频率压控极性为正极性时):

---- 频率压控线性=±((fmax-fmin)/ f0)×100%
---- fmax:vcxo在最大压控电压时的输出频率
---- fmin:vcxo在最小压控电压时的输出频率
---- f0:压控中心电压频率

---- 单边带相位噪声£(f):偏离载波f处,一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比。

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请问单片机晶震旁的2个电容有什么要求吗?

这个是晶体的匹配电容,只有在外部所接电容为匹配电容的情况下,
振荡频率才能保证在标称频率附近的误差范围内。

最好按照所提供的数据来,如果没有,一般是30pf左右。太小了不容易
起振。

在某些情况下,也可以通过调整这两个电容的大小来微调振荡频率,当然
可调范围一般在10ppm量级。
离线nbcdmagsm
发帖
650
只看该作者 2楼 发表于: 2009-04-13
对晶振进一步了解了.谢谢!
离线66718
发帖
3871
只看该作者 3楼 发表于: 2009-04-14
学习了,谢谢!