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晶体振荡器工作原理
晶振具有压电效应,即在晶片两极外加电压后晶体会产生变形,反过来如外力使晶片变形,则两极上金属片又会产生电压。如果给晶片加上适当的交变电压,晶片就会产生谐振(谐振频率与石英斜面倾角等有关系,且频率一定)。晶振利用一种能把电能和机械能相互转化的晶体,在共振的状态下工作可以提供稳定、准确的单频振荡。在通常工作条件下,普通的晶振频率精度可达百万分之五十。利用该特性,晶振可以提供较稳定的脉冲,广泛应用于微芯片的时钟电路里。晶片多为石英半导体材料,外壳用金属封装。
晶振常与主板、南桥、声卡等电路连接使用。晶振可比喻为各板卡的“心跳”发生器,方波输出晶振原厂,如果主卡的“心跳”出现问题,必定会使其他各电路出现故障。
石英晶体振荡器的发展趋势
1、小型化、薄片化和片式化:为满足移动电话为代表的便携式产品轻、薄、短小的要求,石英晶体振荡器的封装由传统的裸金属外壳覆塑料金属向陶瓷封装转变。例如TCXO这类器件的体积缩小了30~100倍。采用SMD封装的TCXO厚度不足2mm,目前5×3mm尺寸的器件已经上市。
2、高精度与高稳定度,方波输出晶振生产厂家,目前无补偿式晶体振荡器总精度也能达到±25ppm,VCXO的频率稳定度在10~7℃范围内一般可达±20~100ppm,方波输出晶振,而OCXO在同一温度范围内频率稳定度一般为±0.0001~5ppm,VCXO控制在±25ppm以下。
普通晶振和温补晶振
1、普通晶振
普通晶体振荡器(SPXO)是简单的晶体振荡器,它是由晶体元件与振荡电路按设计要求,集成装配在PCB电路板上并用金属外壳封装而成的频率器件,通常用作微处理器的时钟器件。
2、温补晶振
温度补偿晶体振荡器(TCXO),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。补偿后频率精度更高,由于其良好的开机特性、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,通常用于通信设备,如手机,GPS定位等。
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