希華企業(yè)為你解答石英振蕩器常見問題的答案

半導(dǎo)體元器件是電子產(chǎn)品部署的一部分,由于具有優(yōu)異的穩(wěn)定性,石英晶體振蕩器廣泛應(yīng)用于需要高精度頻率輸出的通信,測(cè)量,時(shí)鐘,控制設(shè)備等領(lǐng)域,隨著對(duì)晶振頻率穩(wěn)定性要求越來越嚴(yán)格,在很多情況下選擇振蕩器的選擇比晶體單元更好,因?yàn)橹挥姓袷幤魈峁┑碾娫措妷翰拍芎苋菀椎孬@得高穩(wěn)定性的頻率輸出.希華晶振電子企業(yè)歷經(jīng)多年的產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)總結(jié)出一些客戶對(duì)振蕩器元件的疑問并且給予滿意的答復(fù).

一、振蕩電路上的晶振沒有信號(hào)輸出?

如果使用示波器或頻率計(jì)數(shù)器沒有通過晶體的兩個(gè)端子測(cè)量信號(hào)輸出,請(qǐng)按照說明確定因素和可能的解決方案.①請(qǐng)檢查晶體的內(nèi)部端子(Xin)和外部端子(Xout)的電壓,并根據(jù)IC規(guī)格檢查電壓是否滿足.②請(qǐng)卸下石英晶體并測(cè)試其頻率和負(fù)載電容,以確定它們是否會(huì)使用專業(yè)測(cè)試機(jī)器振動(dòng)并符合您的規(guī)格,您也可以將其發(fā)送給供應(yīng)商,讓他們?yōu)槟M(jìn)行測(cè)試.③如果晶體沒有振動(dòng),其負(fù)載電容與您的規(guī)格不符,或者當(dāng)前頻率與您的目標(biāo)頻率之間存在巨大差距,請(qǐng)將晶體發(fā)送給您的供應(yīng)商進(jìn)行質(zhì)量分析.④如果頻率和負(fù)載電容符合您的規(guī)格,但問題也存在,需要執(zhí)行振蕩電路評(píng)估,您也可以將其發(fā)送給供應(yīng)商,讓他們?yōu)槟M(jìn)行測(cè)試.⑤下圖顯示為一般振蕩電路,其中Cd和Cg是外部負(fù)載電容,Rf是反饋電阻,Rd是限制電阻.

二、由于頻率輸出偏差超出限制,系統(tǒng)無法正常工作?

①果頻率計(jì)測(cè)量的頻率超過極限,我們應(yīng)該增加外部電容CL(或Cd和Cg的值),將頻率降低到我們的目標(biāo)頻率,反之亦然.②如果頻率遠(yuǎn)高于目標(biāo)頻率,我們可以采用具有較低電容的晶體,反之亦然.

三、晶體參數(shù)的測(cè)試方法是什么?

將"pi電路"連接到網(wǎng)絡(luò)分析儀,其功能是測(cè)量等效常數(shù)并進(jìn)行測(cè)量,JIS和IEC規(guī)定了"pi電路"的形狀和內(nèi)部電阻,如下所示.

四、如何描述振蕩電路的工作原理?

晶體控制振蕩器可以被認(rèn)為是由放大器和反饋網(wǎng)絡(luò)組成,其選擇放大器輸出的一部分并將其返回到放大器輸入,下面示出了這種電路的概括描述,為了使振蕩器電路工作,必須滿足兩個(gè)條件:(A)環(huán)路功率增益必須等于1,(B)的回路相移必須等于0,2蟺,4蟺等弧度.

五、什么是串聯(lián)或并聯(lián)諧振頻率？

從下圖可以看出,石英晶體單元具有兩個(gè)零相位頻率,兩者中的第一個(gè)或更低的是串聯(lián)諧振頻率,通常縮寫為Fs,零相位的兩個(gè)或更高頻率中的第二個(gè)或更高是并聯(lián)或反共振頻率,通常縮寫為Fa,串聯(lián)和并聯(lián)諧振頻率在石英振蕩器電路中都是電阻性的,在串聯(lián)諧振點(diǎn)處,電阻最小并且電流最大,在平行點(diǎn)處,電阻是最大的并且電流是最小的,因此,并聯(lián)諧振頻率Fa永遠(yuǎn)不應(yīng)用作振蕩器電路的控制頻率,通過在振蕩器電路的反饋回路中包含無功分量(通常是電容器),可以使石英晶體單元在沿串聯(lián)和并聯(lián)諧振點(diǎn)之間的線的任何點(diǎn)處振蕩,fs和fa頻率由壓電陶瓷材料及其物理參數(shù)決定,等效電路常數(shù)可以從以下公式確定.

六、什么是水晶的CL值?它的影響是什么?

所有石英晶體諧振器都具有串聯(lián)諧振頻率(fs,最低阻抗頻率),在此頻率下,晶體在電路中呈現(xiàn)電阻,通過添加與晶體串聯(lián)的電抗(電容),可以從該系列頻率"拉"出晶體,當(dāng)與外部負(fù)載電容(CL)結(jié)合使用時(shí),晶體在略高于其串聯(lián)諧振頻率的頻率范圍內(nèi)振蕩,這是并聯(lián)(負(fù)載諧振)頻率.訂購并聯(lián)晶體時(shí),請(qǐng)始終以picoFarads(pF)指定標(biāo)稱并聯(lián)諧振頻率和負(fù)載電容量,例如,可以訂購CL的標(biāo)準(zhǔn)值(例如15pF),然后計(jì)算電容器值以匹配晶體CL,負(fù)載頻率取決于CL值,其公式如下所示,如果輸出晶振頻率高于目標(biāo)頻率,則應(yīng)增加外部電容CL(或Cd和Cg的值),以將頻率降低到目標(biāo)頻率,另一種方法是,如果頻率高于中心頻率,則采用具有較低電容的晶體.

七、晶體的頻率可牽引性不足或牽引范圍不對(duì)稱

①如下所示,電路的負(fù)載電容與可牽引性之間存在負(fù)相關(guān),它表明,當(dāng)負(fù)載電容變小時(shí),頻率牽引范圍會(huì)更大,反之亦然,②另一方面,石英晶振特性也影響頻率牽引范圍,例如,有Trim Sensitivity(TS),Co和C1,負(fù)載電容的增量變化的分?jǐn)?shù)頻率變化稱為TS,當(dāng)C1變大或Co變小時(shí),頻率可牽引性變大,③如果拉伸范圍不對(duì)稱,即一側(cè)拉力不足而另一側(cè)拉力太大,我們可以調(diào)整晶體的負(fù)載電容值.