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有源晶振的主要参数及用法

2017年12月07日 15:17 网络整理 作者: 用户评论(0

  有源晶振是晶振的一种,区别于无源晶振。有源晶振是不需要DSP的内部振荡器,有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。

  有源晶振使用用法和在电路中发挥的作用

  有源晶振通常的用法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。有源晶振不需要CPU的内部振荡器,信号质量好,比较稳定,而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波,通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可),不需要复杂的配置电路。

  有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平,灵活性较差,而且价格高。有源晶振是由石英晶体组成的,石英晶片之所以能当为振荡器使用,是基于它的压电效应:在晶片的两个极上加一电场,会使晶体产生机械变形;在石英晶片上加上交变电压,晶体就会产生机械振动,同时机械变形振动又会产生交变电场,虽然这种交变电场的电压极其微弱,但其振动频率是十分稳定的。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(由晶片的尺寸和形状决定)相等时,机械振动的幅度将急剧增加,这种现象称为“压电谐振”。压电谐振状态的建立和维持都必须借助于振荡器电路才能实现。

  在一个完整的振荡器,里面除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件。有源晶振不需要DSP的内部振荡器,信号质量好,比较稳定,而且连接方式相对简单(主要是做好电源滤波,通常使用一个电容和电感构成的PI型滤波网络,输出端用一个小阻值的电阻过滤信号即可),不需要复杂的配置电路。相对于无源晶体,有源晶振的缺陷是其信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平,灵活性较差,价格相对较高。对于时序要求敏感的应用,还是有源的晶振好,因为可以选用比较精密的晶振,甚至是高档的温度补偿晶振。有些DSP内部没有起振电路,只能使用有源的晶振,如TI的6000系列等。有源晶振相比于无源晶体通常体积较大,但现在许多有源晶振是表贴的,体积和晶体相当,有的甚至比许多晶体还要小。进口晶体振荡器型号纵多,而且每一种型号的引脚定义都有所不同,接发也不同,下面我介绍一下有源晶振引脚识别,以方便大家有个点标记的为1脚,按逆时针(管脚向下)分别为2、3、4。

  有源晶振的主要参数及用法

  电子线路中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振与有源晶振的英文名称不同,无源晶振为crystal(晶体),而有源晶振则叫做oscillator(振荡器)。无源晶振是有2个引脚的无极性元件,需要借助于时钟电路才能产生振荡信号,自身无法振荡起来,所以“无源晶振”这个说法并不准确;有源晶振有4只引脚,是一个完整的振荡器,其中除了石英晶体外,还有晶体管和阻容元件,因此体积较大。本文重点介绍电子线路的“大动脉”-有源晶振。

  1、分布介绍

  1、正方的,使用DIP-8封装,打点的是1脚。

  1-NC;4-GND;5-Output;8-VCC

  2、长方的,使用DIP-14封装,打点的是1脚。

  1-NC;7-GND;8-Output;14-VCC

 有源晶振的主要参数及用法

  2、实际数据

  测试样品为TOYOCOM的711SC1.000M的输出频率,1脚悬空,2脚接地,3脚输出,4叫接+5V;1.4V就开始起振,峰值电压1.64V,但是工作频率会有一定的偏差;3V时峰值电压3.24V,工作频率1.000M,输出频率准确;5V时峰值电压为5.6V,工作频率1.000M,输出频率准确。

  可见,有源晶振在电路中发挥着举足轻重的作用。相对于无源晶体,有源晶振的信号电平是固定的,需要选择好合适输出电平。而对于时序要求敏感的应用,个人认为还是有源的晶振好,因为可以选用比较精密的晶振,甚至是高档的温补晶振。总之选择合适的晶振还要根据电路的需要。

  有源晶振的主要参数

  ⒈ 总频差:在规定的时间内,由于规定的工作和非工作参数全部组合而引起的晶体振荡器频率与给定标称频率的最大偏差。

  ⒉ 频率温度稳定度:在标称电源和负载下,工作在规定温度范围内的不带隐含基准温度或带隐含基准温度的最大允许频偏。

  ⒊ 开机特性(频率稳定预热时间):指开机后一段时间(如 5 分钟)的频率到开机后另一段时间(如1小时)的频率的变化率,表示了晶振达到稳定的速度。

  ⒋ 频率老化率:在恒定的环境条件下测量振荡器频率时,振荡器频率和时间之间的关系。这种长期频率漂移是由晶体元件和振荡器元件的缓慢变化造成的。因此,其频率偏移的速率叫老化率,可用规定时限后的最大变化率(如±10ppb/天,加电72小时后),或规定的时限内最大的总频率变化(如:± 1ppm/(第 一年)和±5ppm/(十年))来表示。

  ⒌ 短稳:短期稳定度。

  ⒍ 频率压控范围:将频率控制电压从基准电压调到规定的终点电压,晶体振荡器频率的最小峰值改变量

  ⒎ 率压控线性:与理想(直线)函数相比的输出频率-输入控制电压传输特性的一种量度,它以百分数表示整个范围频偏的可容许非线性度。

  ⒏ 单边带相位噪声£(f):偏离载波 f 处,一个相位调制边带的功率密度与载波功率之比。

  有源晶振的主要参数及用法

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( 发表人:李倩 )

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