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,上偏晶振原厂,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,上偏晶振单价,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,如果主卡的“心跳”出现问题,上偏晶振加工,必定会使其他各电路出现故障。
晶振,全称是石英晶体振荡器,是一种高精度和高稳定度的振荡器。通过一定的外接电路来,可以生成频率和峰值稳定的正弦波。
而单片机在运行的时候,需要一个脉冲信号,做为自己执行指令的触发信号,可以简单的想象为:单片机收到一个脉冲,就执行一次或多次指令。
在电气上它可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率是串联谐振,较高的频率是并联谐振。
由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,上偏晶振,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。
这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。
晶体振荡器的特性
温度特性:指在其他条件不变的情况下,温度对其频率稳定度的影响
电压特性:指在其他条件不变的情况下,电压的变化(小幅度纹波)对其频率稳定度的影响
压控电压:有些晶振会有一个VC脚位,通过外加电压调节输出频率,一般牵引范围在PPM级别
杂散:指相噪曲线上的一些毛刺,源于放大器或者混频器的噪音
短期稳定性:理想的振荡器的输出电压为正弦曲线。实际的振荡器输出电压由于噪声的影响是偏移的正弦曲线的
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