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深圳市伟瑞电子有限公司
晶振基本分类
石英晶体振荡器分非温度补偿式晶体振荡器、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、电压控制晶体振荡器(VCXO)、恒温控制式晶体振荡器(OCXO)和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型。其中,无温度补偿式晶体振荡器是简单的一种,在日本工业标准(JIS)中 ,称其为标准封装晶体振荡器(SPXO)。
认识晶振的重要性
晶振,全称晶体振荡器,它能够产生处理器(CPU)执行指令所必须要的时钟频率信号,CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的,时钟信号频率越高,通常CPU的运行速度也就越快。 凡是包含CPU的电子产品,其中至少含有一个时钟源,哪怕我们在电路板中看不到实际的振荡电路,那也是晶振在芯片内部被集成,往往被人们称之为电路系统的心脏。一旦心脏停止跳动,整块电路板可能出现瘫痪的状况。
贴片晶振也叫做SMD晶振也分为无源晶振和有源晶振两种类型。无源晶振和有源晶振(谐振)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)。
晶振有几个重要参数:
1.晶体元件规格书中所的频率,也是工程师在电路设计和元件选购时首要关注的参数。晶振常用标称频率在1~200MHz之间,比如32768Hz、8MHz、12MHz、24MHz、125MHz等,更高的输出频率也常用PLL(锁相环)将低频进行倍频至1GHz以上。我们称之为标称频率。
2.输出信号的频率不可避免会有一定的偏差,我们用频率误差(Frequency Tolerance)或频率稳定度(Frequency Stability),用单位ppm来表示,即百万分之一(parts per million)(1/106),是相对标称频率的变化量,此值越小表示精度越高。比如,12MHz晶振偏差为±20ppm,表示它的频率偏差为12×20Hz=±240Hz,即频率范围是(~Hz)
3.还有一个温度频差(Frequency Stability vs Temp)表示在特定温度范围内,工作频率相对于基准温度时工作频率的允许偏离,它的单位也是ppm。
4.另外,负载电容CL(Load capacitance),它是电路中跨接晶体两端的总的有效电容(不是晶振外接的匹配电容),主要影响负载谐振频率和等效负载谐振电阻,与晶体一起决定振荡器电路的工作频率,通过调整负载电容,就可以将振荡器的工作频率微调到标称值。更准确而言,无源晶体的负载电容是一项非常重要的参数,因为无源晶体属于被动元器件,所谓的被动元器件即是自身不能工作,需要外部元器件协助工作。
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