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石英晶体振荡器作业原理和使用

首先咱们来简单的了解下什么是石英谐振器,石英谐振器简称为晶振,它是利用具有压电效应的石英晶体片制成的。这种石英晶体薄片受到外加交变电场的作用时会产生机械振动,当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相同时

  首要咱们来简略的了解下什么是石英谐振器,石英谐振器简称为晶振,它是运用具有压电效应的石英晶体片制成的。这种石英晶体薄片遭到外加交变电场的效果时会发生机械振动,当交变电场的频率与石英晶体的固有频率相一起,振动便变得很激烈,这便是晶体谐振特性的反响。本文要给咱们介绍下关于石英晶体振动的作业原理和运用。

  石英晶体振动器作业原理

  计算机都有个计时电路,虽然一般运用“时钟”这个词来表明这些设备,但它们实际上并不是一般含义的时钟,把它们称为计时器(timer)或许更恰当一点。计算机的计时器一般是一个精细加工过的石英晶体,石英晶体在其张力极限内以必定的频率振动,这种频率取决于晶体本身怎么切开及其遭到张力的巨细。有两个寄存器与每个石英晶体相关联,一个计数器(counter)和一个坚持寄存器(holdingregister)。石英晶体的每次振动使计数器减1。当计数器减为0时,发生一个中止,计数器从坚持计数器中从头装入初始值。这种办法使得对一个计时器进行编程,令其每秒发生60次中止(或许以任何其它期望的频率发生中止)成为或许。每次中止称为一个时钟嘀嗒(clocktick)。

图1、石英振动器

  晶振在电气上能够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,以频率的高低分其间较低的频率为串联谐振,较高的频率为并联谐振。因为晶体本身的特性致使这两个频率的间隔适当的挨近,在这个极窄的频率规模内,晶振等效为一个电感,所以只需晶振的两头并联上适宜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应电路中就能够构成正弦波振动电路,因为晶振等效为电感的频率规模很窄,所以即便其他元件的参数改动很大,这个振动器的频率也不会有很大的改动。

  晶振有一个重要的参数,那便是负载电容值,挑选与负载电容值持平的并联电容,就能够得到晶振标称的谐振频率。一般的晶振振动电路都是在一个反相放大器(留意是放大器不是反相器)的两头接入晶振,再有两个电容别离接到晶振的两头,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请留意一般%&&&&&%的引脚都有等效输入电容,这个不能疏忽。一般的晶振的负载电容为15p或12.5p,假如再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22p的电容构成晶振的振动电路便是比较好的挑选。

  石英晶体振动器的运用

  石英钟走时准、耗电省、经久耐用为其最大长处。不论是旧式石英钟或是新式多功能石英钟都是以石英晶体振动器为中心电路,其频率精度决议了电子挂钟的走时精度。从石英晶体振动器原理的暗示图中,其间V1和V2构成CMOS反相器石英晶体Q与振动电容C1及微调电容C2构成振动体系,这儿石英晶体适当于电感。振动体系的元件参数确认了振频率。一般Q、C1及C2均为外接元件。别的R1为反应电阻,R2为振动的安稳电阻,它们都集成在电路内部。故无法通过改动C1或C2的数值来调整走时精度。但此刻咱们仍可用加接一只电容C有办法,来改动振动体系参数,以调整走时精度。

图2、石英振动器

  依据电子挂钟走时的快慢,调整电容有两种接法:若走时偏快,则可在石英晶体两头并接电容C,如图4所示。此刻体系总电容加大,振动频率变低,走时减慢。若走时偏慢,则可在晶体支路中串接电容C。如图5所示。此刻体系的总%&&&&&%减小,振动频率变高,走时增快。只需通过耐性的重复实验,就能够调整走时精度。因而,晶振可用于时钟信号发生器。

  跟着电视技能的开展,近来彩电多选用500kHz或503 kHz的晶体振动器作为行、场电路的振动源,经1/3的分频得到 15625Hz的行频,其安稳性和可靠性大为进步。面且晶振价格便宜,替换简单。

  总结

  石英晶体振动器具有小型化、薄片化和片式化为满意移动电话为代表的便携式产品轻、薄、矮小的要求,在通讯体系产品中,石英晶体振动器的价值得到了更广泛的表现,一起也得到了更快的开展。许多高性能的石英晶振首要运用于通讯网络、无线数据传输、高速数字数据传输等。

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