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許多晶體振蕩器在晶體的并聯(lián)諧振點和施加的負載電容下工作.負載電容定義為晶體封裝外部的有效電容,施加在晶體的端子之間,如圖1所示.石英晶振制造商指定給定的負載電容以及操作頻率.負載電容與制造商指定的負載電容不同的操作會導(dǎo)致相對于制造商指定頻率的振蕩頻率誤差.頻率誤差是由于晶體的電容"拉"引起的.這可以通過將并聯(lián)和負載電容并聯(lián)組合,然后將該總和并聯(lián)負載電容與運動電容串聯(lián)組合來形成整體有效電容來證明.

OV-7604-C7-32.768k-20PPM-TB-QA瑞士微晶晶振CM7V-T1A-32.768kHz-12.5pF-10PPM-TB-QC32.768KCC5V-T1A-32.768kHz-7pF-20PPM-TB-QCMicrocrystalCM8V-T1A-32.768k-12.5pF-20PPM-TB-QAMicrocrystalCM7V-T1A-32.768kHz-9pF-10PPM-TB-QC石英晶振CM7V-T1A-32.768kHz-12.5pF-20PPM-TB-QC瑞士石英晶振CM8V-T1A-32.768k-9pF-20PPM-TB-QA瑞士石英晶振CM7V-T1A-Low-ESR-32.768k-7pF-10-TB-QA瑞士Microcrystal晶振CM7V-T1A-32.768kHz-7pF-20PPM-TB-QC無源時鐘晶振CM7V-T1A-32.768k-7pF-100PPM-TB-QA無源時鐘晶振CM7V-T1A-32.768kHz-12.5pF-100PPM-TB-QCMicrocrystalOV-7604-C7-32.768kHz-20PPM-TB-QC進口32.768K

在稱為老化的過程中,石英晶體諧振器的諧振頻率隨時間移動少量.石英晶體諧振器用作濾波器和振蕩器,作為高性能諧振電路.這些諧振器以其高性能和穩(wěn)定性而聞名,但它們在稱為老化的過程中隨時間略微改變其頻率.盡管頻率變化很小,但它們是永久性的,并且可能在頻率精度非常重要的一些應(yīng)用中起作用.可以最小化由制造過程和使用中的石英晶體老化箱引起的變化.

多年來,我們對石英晶體諧振器的要求很高,工作溫度范圍為-40°C至+85°C,穩(wěn)定性為±10ppm,盡管我們與客戶討論的幾乎所有應(yīng)用都不需要操作這個工業(yè)溫度范圍.似乎所考慮的要求不是考慮應(yīng)用而是來自半導(dǎo)體制造商的數(shù)據(jù)表;這些芯片的工作溫度范圍為-40°C至+85°C,參考設(shè)計表明晶體和其他元件應(yīng)該能夠做到這一點.現(xiàn)在,可以購買符合所述規(guī)格的晶振,但晶體制造的基本原理使它們對于除了最苛刻的應(yīng)用之外的所有應(yīng)用都非常昂貴.這就是原因.

1880年,兩位法國科學(xué)家的兄弟Jacques和PierreCurie發(fā)現(xiàn)了壓電性.他們在首次發(fā)現(xiàn)施加在石英晶體諧振器或甚至某些晶體上的壓力在某種材料中產(chǎn)生電荷后發(fā)現(xiàn)了壓電性.1他們后來將這種奇怪的科學(xué)現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng).居里兄弟很快發(fā)現(xiàn)了逆壓電效應(yīng).在他們證實當(dāng)電場被強制施加到晶振引線上之后,它導(dǎo)致晶體引線的畸形或無序-現(xiàn)在稱為反壓電效應(yīng).壓電性這個術(shù)語來自希臘語piezo,意思是擠壓或按壓.有趣的是,希臘語中的電子意味著琥珀.琥珀也恰好是電荷的來源.

這些石英晶體振蕩器非常穩(wěn)定,具有良好的品質(zhì)因數(shù),尺寸小,非常經(jīng)濟.因此,與諸如LC電路,轉(zhuǎn)向叉等的其他諧振器相比,石英晶體振蕩器電路是優(yōu)越的.通常,8MHz晶體振蕩器用于微處理器和微控制器.等效電路也代表晶體的晶體作用.電路中使用的基本元件,電感L1代表晶體質(zhì)量,電容C1代表柔量,電阻R1代表晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)摩擦,C0代表晶體機械成型所形成的電容.

石英晶體振蕩器中使用的石英晶體是一塊非常小的薄片或切割石英晶片,兩個平行表面被金屬化以形成所需的電連接.一塊石英晶振的物理尺寸和厚度受到嚴格控制,因為它會影響振蕩的最終或基本頻率.基頻通常稱為晶體"特征頻率".

切割類型也決定了晶體的活性.一些晶振以不止一個頻率振動,因此將以諧波頻率工作.厚度不均勻的晶體可具有兩個或更多個諧振頻率.通常,一個共振頻率比其他共振頻率更明顯.其他不太明顯的共振頻率稱為SPURIOUS頻率.有時這種晶體同時以兩個頻率振蕩.可安全通過晶體的電流量范圍為50至200毫安.當(dāng)超過額定電流時,機械振動的幅度變得太大,晶體可能會破裂.晶體過載會影響振動頻率,因為功耗和晶體溫度會隨著負載電流的增加而增加.