晶體振蕩器有哪些應(yīng)用?
晶體振蕩器廣泛用于系統(tǒng)頻率源、導(dǎo)航以及其它通訊領(lǐng)域的普通石英晶體振蕩器(PXO),工作頻率范圍在1MHz至150MHz之間,頻率穩(wěn)定度為±25ppm,±50ppm和±100ppm,輸出上升和下降時(shí)間為5ns,老化率為±5ppm/年。
還有主要用于移動(dòng)電話、筆記本電腦、PHS、GPS設(shè)備和其它無線通信設(shè)備的SMD晶體振蕩器(PXO)和SMD壓控/溫補(bǔ)晶體振蕩器(VCXO/TCXO/VCTCXO),其PXO和VCXO型SMD晶振輸出邏輯與HCMOS/TTL兼容,因而提高了器件的適應(yīng)性和設(shè)計(jì)的靈活性。用于手機(jī)的SMD晶振主要特點(diǎn)有高精度、高穩(wěn)定度和小尺寸,精度高達(dá)±5ppm,同時(shí)采用的晶片色澤白皙同時(shí)具有低腐蝕性、不易起振,質(zhì)量很穩(wěn)定,尺寸規(guī)格有7×5mm、6×3.5mm、5×3.2mm、4×2.5mm。
頻率標(biāo)準(zhǔn)、通訊、電子儀表、測(cè)試裝置、精密計(jì)量等領(lǐng)域的高精度高穩(wěn)定度石英晶體振蕩器,可根據(jù)長(zhǎng)期頻率穩(wěn)定度不同分為TCXO、OCXO、VCXO、SPXO、LPXO(低噪聲晶體振蕩器)等類型。
晶體振蕩器工作原理
晶振具有壓電效應(yīng),即在晶片兩極外加電壓后晶體會(huì)產(chǎn)生變形,反過來如外力使晶片變形,則兩極上金屬片又會(huì)產(chǎn)生電壓。如果給晶片加上適當(dāng)?shù)慕蛔冸妷?,晶片就?huì)產(chǎn)生諧振(諧振頻率與石英斜面傾角等有關(guān)系,且頻率一定)。晶振利用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體,在共振的狀態(tài)下工作可以提供穩(wěn)定、準(zhǔn)確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率精度可達(dá)百萬分之五十。利用該特性,晶振可以提供較穩(wěn)定的脈沖,廣泛應(yīng)用于微芯片的時(shí)鐘電路里。晶片多為石英半導(dǎo)體材料,外殼用金屬封裝。
晶振常與主板、南橋、聲卡等電路連接使用。晶振可比喻為各板卡的“心跳”發(fā)生器,如果主卡的“心跳”出現(xiàn)問題,必定會(huì)使其他各電路出現(xiàn)故障。
晶體振蕩器的作用
晶振,全稱是石英晶體振蕩器,晶振的精度很高,一般的晶振可以達(dá)到1/20000。晶振的用途很廣,作用也非常大特別是對(duì)于單片機(jī)系統(tǒng)來說,它能產(chǎn)生并提供寫入程序的單片機(jī)系統(tǒng)電路所需要的時(shí)鐘頻率,只有晶體為單片機(jī)提供了需要的時(shí)鐘頻率,單片機(jī)才能準(zhǔn)確無誤地執(zhí)行程序里的指令,一般來說,要想讓單片機(jī)里面的程序執(zhí)行得更快一些,就得想辦法提高石英晶振的時(shí)鐘頻率。
石英晶振能夠給系統(tǒng)提供一個(gè)基本的時(shí)鐘頻率。一般一個(gè)系統(tǒng)要保持系統(tǒng)里面各部分能夠同步,就需要一個(gè)石英晶振,但有一些系統(tǒng)的射頻和基頻會(huì)使用到不一樣的頻率信號(hào),這個(gè)時(shí)候就要想辦法調(diào)整晶振頻率來保持系統(tǒng)的同步。晶振一般跟鎖相環(huán)電路配合,有時(shí)電路中的各個(gè)子系統(tǒng)需要的時(shí)鐘頻率不相同,那么能夠用這個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)提供。
晶體振蕩器的優(yōu)點(diǎn)
a) 直接應(yīng)用不需調(diào)整晶體頻率;
b) 可得到晶體理論上的頻率溫度穩(wěn)定度;
c) 振蕩回路上可以附加多功能高標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用;
d) 可以實(shí)現(xiàn)電路匹配,電性能更加穩(wěn)定,還可以對(duì)某項(xiàng)電性能進(jìn)一步傾向性優(yōu)化,來滿足特定需求。比如:低功耗,超寬溫,低相噪低抖動(dòng),差分輸出,多波形選擇,排除電磁干擾晶振,壓控晶振,溫補(bǔ)晶振,恒溫晶振,可編程晶振,特高頻晶振等等。
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