石英諧振器的基本原理與電路設(shè)計(jì)分析
常見的晶體振蕩電路形式有并聯(lián)和串聯(lián)兩種,這兩種電路形式直觀的區(qū)別是石英諧振器的出現(xiàn)形式,并聯(lián)晶體振蕩器以并聯(lián)諧振的形式出現(xiàn),串聯(lián)石英諧振器以串聯(lián)諧振的形式出現(xiàn)。 為了更好地了解石英諧振器的基本原理和電路設(shè)計(jì)分析,介紹了石英諧振器電路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和晶體材料的基本特性,那么,下面一起了解下石英諧振器的基本原理與電路設(shè)計(jì)分析吧!
一.石英諧振器電路的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)
為了更好地發(fā)揮晶振特性,石英諧振器結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜,其中主要的幾個(gè)部件包括電容、電阻、負(fù)載、xtal和pcm,這些部件在振蕩電路中的作用各不相同。
1、石英諧振器
石英諧振器的解釋是給出電位差,電容器儲(chǔ)存電荷的能力稱為電容器。 電容器的選擇請(qǐng)根據(jù)客戶的需求選擇芯片型或傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 NP0系列的溫度系數(shù)產(chǎn)品具有高頻、低損耗的特性,大多使用。
2、阻力
電阻的尺寸并不是越小越好,在考慮尺寸的同時(shí),功耗也滿足振蕩電路的要求是好的。
3、負(fù)荷
振蕩電路( CRYSTAL除外)具有負(fù)電阻特性,如果振蕩電路的負(fù)電阻值不大于3倍的CRTSTAL電阻值( CRYS2TAL ESR/RR ),振蕩電路就無(wú)法穩(wěn)定振蕩。
4、晶體諧振器XTAL
晶體的外形尺寸和封裝要合適,可根據(jù)用戶需求確定,頻率大于1MHz的諧振器應(yīng)選用ATMODE。
5、PCB
接地方式是大面積還是單點(diǎn)式應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)計(jì),高頻使用場(chǎng)合應(yīng)盡量降低線路分布參數(shù),必要時(shí)注意EMI防護(hù)。
二.水晶材料的基本特性
石英諧振器廣泛用于頻率控制和頻率選擇電路,不同的石英片取向具有不同的壓電特性、彈性特性和強(qiáng)度特性,所制備的諧振器性能也不同,目前已發(fā)現(xiàn)數(shù)十種有用的切割方式。 石英晶體在壓力和電場(chǎng)作用下變形,壓力作用下變形同時(shí)電極化,極化強(qiáng)度與壓力成正比關(guān)系。 這種現(xiàn)象就是正壓電效應(yīng)。 由電場(chǎng)產(chǎn)生的應(yīng)變的大小與電場(chǎng)強(qiáng)度也成比例關(guān)系,這種現(xiàn)象稱為逆壓電效應(yīng)。 石英晶體機(jī)械強(qiáng)度高,具備穩(wěn)定的物理化學(xué)性能,內(nèi)部損耗低。 在常見的具有壓電效應(yīng)的晶體材料中,石英晶體無(wú)疑是為無(wú)線通信設(shè)備定制的。