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晶體諧振器優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn):信號(hào)電平是可變的,也就是說是根據(jù)起振電路來決定的,同樣的晶體可以適用于多種電壓,可用于多種不同時(shí)鐘信號(hào)電壓要求的片子,而且價(jià)格通常也較低。晶體諧振器的精度為1PPM(百萬分之一)至100PPM。
缺點(diǎn):晶體諧振器是有2個(gè)引腳的無極性元件,需要借助于時(shí)鐘電路才能產(chǎn)生振蕩信號(hào),自身無法振蕩起來。晶體諧振器相對(duì)于晶體振蕩器而言其缺陷是信號(hào)質(zhì)量較差,通常需要準(zhǔn)確匹配外圍電路(用于信號(hào)匹配的電容、電感、電阻等),更換不同頻率的晶體時(shí)周邊配置電路需要做相應(yīng)的調(diào)整。
什么叫石英晶體諧振器
石英諧振器指的是利用電子信號(hào)頻率相當(dāng)于石英晶片共振頻率時(shí)晶片因熱電效應(yīng)而造成串聯(lián)諧振狀況的原理做成的元器件,是晶振電路和窄帶濾波器等的重要元器件。石英諧振器盡管外觀設(shè)計(jì)各不相同、規(guī)格和頻率各有不同,但構(gòu)造原理是基本一致的,為了更好地提升石英結(jié)晶工作中的穩(wěn)定性,石英諧振器機(jī)殼預(yù)制構(gòu)件歷經(jīng)密封性解決,并抽真空或充進(jìn)N2。
晶體的壓電效應(yīng)
石英晶體的壓電效應(yīng):若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場,這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。注意,這種效應(yīng)是可逆的。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關(guān)。
石英晶體振蕩器的工作原理
石英晶體的化學(xué)成分是二氧化硅,可以用做振蕩電路,是利用它的壓電效應(yīng)。當(dāng)交變電壓施加于石英晶片時(shí),晶片將隨交變電壓的頻率產(chǎn)生周期性的機(jī)械振動(dòng);同時(shí),機(jī)械振動(dòng)在晶片產(chǎn)生電荷而形成交變電流。一般來說,這種機(jī)械振動(dòng)的振幅很小,而振動(dòng)頻率很穩(wěn)定。但當(dāng)外加信號(hào)源的頻率與晶體的固有頻率相等時(shí),晶體便發(fā)生共振,此時(shí)晶體外電路的交變電流也較大,這個(gè)現(xiàn)象稱為石英晶體的壓電諧振。因?yàn)榫w振蕩電路的頻率穩(wěn)定性很好,所以廣泛應(yīng)用于電子系統(tǒng)中,為其提供基準(zhǔn)時(shí)鐘。