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晶體振蕩器工作原理

晶振具有壓電效應,即在晶片兩極外加電壓后晶體會產生變形,反過來如外力使晶片變形,上偏晶振原廠,則兩極上金屬片又會產生電壓。如果給晶片加上適當的交變電壓,晶片就會產生諧振(諧振頻率與石英斜面傾角等有關系,且頻率一定)。晶振利用一種能把電能和機械能相互轉化的晶體,上偏晶振單價,在共振的狀態下工作可以提供穩定、準確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率精度可達百萬分之五十。利用該特性,晶振可以提供較穩定的脈沖,廣泛應用于微芯片的時鐘電路里。晶片多為石英半導體材料,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”發生器,如果主卡的“心跳”出現問題,上偏晶振加工,必定會使其他各電路出現故障。

晶體振蕩器的頻率變化

   晶振,全稱是石英晶體振蕩器,是一種高精度和高穩定度的振蕩器。通過一定的外接電路來,可以生成頻率和峰值穩定的正弦波。

   而單片機在運行的時候,需要一個脈沖信號,做為自己執行指令的觸發信號,可以簡單的想象為:單片機收到一個脈沖,就執行一次或多次指令。

   在電氣上它可以等效成一個電容和一個電阻并聯再串聯一個電容的二端網絡,電工學上這個網絡有兩個諧振點,以頻率的高低分其中較低的頻率是串聯諧振,較高的頻率是并聯諧振。

   由于晶體自身的特性致使這兩個頻率的距離相當的接近,在這個極窄的頻率范圍內,晶振等效為一個電感,上偏晶振,所以只要晶振的兩端并聯上合適的電容它就會組成并聯諧振電路。

   這個并聯諧振電路加到一個負反饋電路中就可以構成正弦波振蕩電路,由于晶振等效為電感的頻率范圍很窄,所以即使其他元件的參數變化很大,這個振蕩器的頻率也不會有很大的變化。

晶體振蕩器的特性

溫度特性:指在其他條件不變的情況下,溫度對其頻率穩定度的影響

電壓特性:指在其他條件不變的情況下,電壓的變化(小幅度紋波)對其頻率穩定度的影響

壓控電壓:有些晶振會有一個VC腳位,通過外加電壓調節輸出頻率,一般牽引范圍在PPM級別

雜散:指相噪曲線上的一些毛刺,源于放大器或者混頻器的噪音

短期穩定性:理想的振蕩器的輸出電壓為正弦曲線。實際的振蕩器輸出電壓由于噪聲的影響是偏移的正弦曲線的

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