實(shí)際上石英晶振的各式單位行為說明

本文將為大家講述的是石英晶振的等效電路,頻率,溫度,驅(qū)動(dòng)器,負(fù)載電容,振蕩電路,應(yīng)用注意事項(xiàng)等各式單位行為說明,晶振體積雖小,但是電路系統(tǒng)方面涉及的東西還是很多的,主板CPU的主要信號(hào)來源就是由石英晶體振蕩器所發(fā)出的振蕩信號(hào),為網(wǎng)絡(luò)終端系統(tǒng)提供的一定頻率范圍和電壓輸出信號(hào)基準(zhǔn)的元器件,在如今的軍用市場(chǎng),醫(yī)療設(shè)備,航天領(lǐng)域中是選取的重要電子零件之一.

晶體的振蕩等效電路:當(dāng)晶體單元作為振蕩電路中的感抗被驅(qū)動(dòng)時(shí),晶體單元和振蕩電路之間的關(guān)系如圖所示,為了改善振蕩電路的啟動(dòng)條件,最好增加負(fù)電阻值-R振蕩電路的哪個(gè)參數(shù),如果沒有很多負(fù)電阻(較小的負(fù)電阻)的電路與具有較大諧振電阻的晶體單元組合,則起始條件將變得更糟,振蕩電路的設(shè)計(jì)目標(biāo)應(yīng)使負(fù)電阻值為諧振電阻的5至10倍,晶體單元的振動(dòng)實(shí)際上是機(jī)械振動(dòng),然而,如果晶體單元的行為是電轉(zhuǎn)換的,則石英晶體單元可以由雙端網(wǎng)絡(luò)表示,由L1,C1和R1組成的串聯(lián)電路與彈性振動(dòng)有關(guān),而元件C0與串聯(lián)臂并聯(lián)連接,作為可歸因于石英晶體板的電介質(zhì)體的電容,電阻R1是串聯(lián)諧振頻率下晶體單元的諧振電阻.（如圖）

頻率-溫度:AT切割的特性目前最常用的AT切割晶體單元的頻率-溫度特性由三次曲線表示,(參見圖)以給定工作溫度范圍內(nèi)獲得所需頻率容差的角度切割晶體板,實(shí)際上,由于在連續(xù)過程中切割和拋光精度的結(jié)果,在表觀切割角度中可能存在一些分散,因此,有必要提高處理精度.

驅(qū)動(dòng)器:由于石英晶體振蕩器單元執(zhí)行機(jī)械振動(dòng),過多的振動(dòng)可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的振蕩頻率,并最終導(dǎo)致最壞情況下的破壞,在設(shè)計(jì)振蕩電路時(shí),應(yīng)檢查驅(qū)動(dòng)電平,以便使用低于我公司規(guī)定水平的振蕩器,圖中示出了確認(rèn)驅(qū)動(dòng)水平的示例方法,該方法使用電流探針測(cè)量晶體振蕩器電流,在這種情況下,驅(qū)動(dòng)程度如下:

負(fù)載電容:負(fù)載電容CL是用于在振蕩電路中使用時(shí)確定晶體單元的條件的因素,在普通的振蕩電路中,晶體單元用在其起感應(yīng)電抗作用的范圍內(nèi),在這種用途中,振蕩電路用作容抗,換句話說,當(dāng)從晶體單元的兩個(gè)端子看到振蕩電路時(shí),振蕩電路可以表示為負(fù)電阻-R和電容CL的串聯(lián)電路,那時(shí),這個(gè)電容稱為負(fù)載電容,負(fù)載電容和振蕩器頻率之間的關(guān)系不是線性的,當(dāng)負(fù)載電容小時(shí),頻率變化量大,并且當(dāng)負(fù)載電容增加時(shí),頻率變化降低,如果振蕩電路中的負(fù)載電容減小以確保振蕩頻率的大容差,則即使電路的微小變化也會(huì)極大地影響頻率穩(wěn)定性,負(fù)載電容可以是任何值,但10~30pF更好.

晶體單元應(yīng)用注意事項(xiàng):

1.在輸送或電路板安裝時(shí),當(dāng)過度沖擊和超過規(guī)定的振動(dòng)時(shí),晶體元件可能會(huì)破裂。當(dāng)沖擊超過規(guī)定,增加振動(dòng)時(shí),請(qǐng)務(wù)必進(jìn)行特性確認(rèn).

2.超聲波清洗可能導(dǎo)致晶體單元劣化.

3.在引線型的情況下.將其從引線的基部彎曲0.5毫米或更多毫米.

4.極端電路板的變形有時(shí)會(huì)導(dǎo)致圖案脫落,端子和電極脫落,焊料中出現(xiàn)裂縫.在特別安裝電路板后分割電路板時(shí),將電路板的曲線安裝得很大的位置時(shí)要小心.

5.盡可能選擇沖擊小的型號(hào),并在使用自動(dòng)裝載機(jī)器之后事先確認(rèn)后使用.

6.與JC-49/U的陣容相比,小體積晶振單元(HC-49U/S,HC-49USM,UM-1,SMD)設(shè)計(jì)具有100μW及以下的低限制驅(qū)動(dòng)水平,因此,在使用之前,應(yīng)在實(shí)際安裝電路中檢查晶體電流.

7.必須檢查電路的負(fù)電阻,可以確認(rèn)負(fù)電阻,負(fù)電阻的目標(biāo)是諧振電阻的約5倍.

8.當(dāng)用于C-MOS振蕩電路時(shí).電路圖中的Rd是必不可少的.如果該Rd達(dá)到,則驅(qū)動(dòng)電平保持在規(guī)定值內(nèi),并且可以獲得穩(wěn)定的振蕩頻率.

9.Cg和Cd應(yīng)在10~30pF的范圍內(nèi)使用,如果Cg和Cd的使用低于10pF或高于20pF,則可能很容易受到電路性能的影響,驅(qū)動(dòng)電平可能增加,或負(fù)電阻可能會(huì)降低,因此未能保持穩(wěn)定的振蕩.

10.晶體振蕩電路的布局應(yīng)盡可能短.

11.應(yīng)減少電路和接地圖案之間的雜散電容.

12.應(yīng)避免在其他電路圖案上穿過晶體振蕩電路圖案.

13.如果使用的電路是IC類型,并且IC制造商不同,則應(yīng)確認(rèn)頻率,驅(qū)動(dòng)電平和負(fù)電阻.

14.過度振蕩電路需要額外的消耗.

壓電晶體作為一個(gè)重要的天然材,石英晶體振蕩器借助晶體來激發(fā)有源和無源的電抗方可產(chǎn)生振蕩效應(yīng),所制作出來的石英晶振可用于電路產(chǎn)生時(shí)鐘頻率信號(hào),頻率波數(shù)經(jīng)過倍頻或分頻后就成了電腦中各種不同的總線頻率,頻率單位常用的是KHZ和MHZ,特殊一些的網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)會(huì)用到GHZ,這是一種比較高頻率輸出的頻率信號(hào)單位.

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