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对晶体的一些疑惑

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楼主
发表于 2004-11-23 10:22 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
玩了这么久的模型,真遗憾,还真的不知道晶体到底是怎样实现区分频率的,它的工作原理是什么,有哪位DX知道的指点一下好吗?:em22:

欢迎继续阅读楼主其他信息

沙发
发表于 2004-11-23 12:05 | 只看该作者
●石英晶体谐振器 (简称晶体)
 .术语解释
  1、 标称频率:晶体技术条件中规定的频率,通常标识在产品外壳上。
  
  2、 工作频率:晶体与工作电路共同产生的频率。
  
  3、 调整频差:在规定条件下,基准温度(25±2℃)时工作频率相对于标称频率所允许的偏差。
  
  4、 温度频差:在规定条件下,在工作温度范围内相对于基准温度(25±2℃)时工作频率的允许
         偏差。
  
  5、 老化率:在规定条件下,晶体工作频率随时间而允许的相对变化。以年为时间单位衡量时称为
        年老化率。
  
  6、 静电容:等效电路中与串联臂并接的电容,也叫并电容,通常用C0表示。

        
   
  
  7、 负载电容:与晶体一起决定负载谐振频率fL的有效外界电容,通常用CL表示。
    负载电容系列是:8PF、12PF、15PF、20PF、30PF、50PF、100PF。
    只要可能就应选推荐值:10PF、20PF、30PF、50PF、100PF。
  
  8、 负载谐振频率(fL):在规定条件下,晶体与一负载电容相串联或相并联,其组合阻抗呈现为
电阻性时的两个频率中的一个频率。在串联负载电容时,负载谐振频率是两个频率中较低的一个,在并联负载电容时,则是两个频率中较高的一个。
              
 
  9、 动态电阻:串联谐振频率下的等效电阻。用R1表示。
  
  10、 负载谐振电阻:在负载谐振频率时呈现的等效电阻。用RL表示。
            RL=R1(1+C0/CL)2
  
  11、 激励电平:晶体工作时所消耗功率的表征值。
激励电平可选值有:2mW、1mW、0.5mW 、0.2mW、0.1mW、50μW、20μW、10μW、1μW、0.1μW等         
  
  12、 基频:在振动模式最低阶次的振动频率。
  
  13、 泛音:晶体振动的机械谐波。泛音频率与基频频率之比接近整数倍但不是整数倍,这是它与电气谐波的主要区别。泛音振动有3次泛音,5次泛音,7次泛音,9次泛音等。
 
  .应用指南
  石英晶体谐振器根据其外型结构不同可分为HC-49U、HC-49U/S、HC-49U/S·SMD、UM-1、UM-5及柱状晶体等。
  HC-49U适用于具有宽阔空间的电子产品如通信设备、电视机、电话机、电子玩具中。
  HC-49U/S适用于空间高度受到限制的各类薄型、小型电子设备及产品中。
  HC-49U/S·SMD为准表面贴装型产品,适用于各类超薄型、小型电脑及电子设备中。
  柱状石英晶体谐振器适用于空间狭小的稳频计时电子产品如计时器、电子钟、计算器等。
  UM系列产品主要应用于移动通讯产品中,如BP机、移动手机等。
  石英晶体谐振器主要用于频率控制和频率选择电路。本指南有助于确保不出现性能不满意、成本不合适及可用性不良等现象。
  
  1、 振动模式与频率关系:
                 基频   1~35MHz
                 3次泛音 10~75MHz
                 5次泛音 50~150MHz
                 7次泛音 100~200MHz
                 9次泛音 150~250MHz
 
  2、 晶体电阻:对于同一频率,当工作在高次泛音振动时其电阻值将比工作在低次振动时大。
  
  3、 工作温度范围与温度频差:在提出温度频差时,应考虑设备工作引起的温升容限。当对温度频差要求很高,同时空间和功率都允许的情况下,应考虑恒温工作,恒温晶体振荡器就是为此而设计的。
  
  4、 负载电容与频率牵引:在许多应用中,都有用一负载电抗元件来牵引晶体频率的要求,这在锁相环回路及调频应用中非常必要,大多数情况下,这个负载电抗呈容性,当该电容值为CL时,则相对负载谐振频率偏移量为:DL=C1/[2(C0+CL)]。而以CL作为可调元件由DL1调至DL2时,相对频率牵引为:
DL1,L2= C1(CL1-CL2)/[2(C0+CL1)(C0+CL2)]。
  
  5、 负载电容的选择:晶体工作在基频时,其负载电容的标准值为20PF、30PF、50PF、100PF。而泛音晶体经常工作在串联谐振,在使用负载电容的地方,其负载电容值应从下列标准值中选择:8PF、12PF、15PF、20PF、30PF。
  
  6、 激励电平的影响:一般来讲,AT切晶体激励电平的增大,其频率变化是正的。激励电平过高会引起非线性效应,导致可能出现寄生振荡;严重热频漂;过应力频漂及电阻突变。当激励电平过低时则会造成起振阻力不易克服、工作不良及指标的不稳定。
  
  7、 滤波电路中的应用:应用于滤波电路中时,除通常的规定外,更应注意其等效电路元件的数值和误差以及寄生响应的位置和幅度,由于滤波晶体设计的特殊性,所以用户选购时应特别说明。
3
发表于 2004-11-23 12:14 | 只看该作者

转贴自<电子元器件应用>

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最简单的一种,在日本工业标准(JIS)中,称其为标准封装晶体振荡器(SPXO)。现以SPXO为例,简要介绍一下石英晶体振荡器的结构与工作原理。

石英晶体,有天然的也有人造的,是一种重要的压电晶体材料。石英晶体本身并非振荡器,它只有借助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO主要是由品质因数(Q)很高的晶体谐振器(即晶体振子)与反馈式振荡电路组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件,晶体的频率(基频或n次谐波频率)及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。石英晶体谐振器的基本结构、(金属壳)封装及其等效电路如图1所示。

只要在晶体振子板极上施加交变电压,就会使晶片产生机械变形振动,此现象即所谓逆压电效应。当外加电压频率等于晶体谐振器的固有频率时,就会发生压电谐振,从而导致机械变形的振幅突然增大。在图1(c)所示的晶体谐振器的等效电路中,Co为晶片





(a)石英晶体振子的结构


(b)金属壳封装示图


(c)等效电路

 

与金属板之间的静电电容;L、C为压电谐振的等效参量;R为振动磨擦损耗的等效电阻。石英晶体谐振器存在一个串联谐振频率fos(1/2π),同时也存在一个并联谐振频率fop(1/2π)。由于CoC,fop与fos之间之差值很小,并且RωOL,R1/ωOC,所以谐振电路的品质因数Q非常高(可达数百万),从而使石英晶体谐振器组成的振荡器频率稳定度十分高,可达10-12/日。石英晶体振荡器的振荡频率既可近似工作于fos处,也可工作在fop附近,因此石英晶体振荡器可分串联型和并联型两种。用石英晶体谐振器及其等效电路,取代LC振荡器中构成谐振回路的电感(L)和电容(C)元件,则很容易理解晶体振荡器的工作原理。

SPXO的总精度(包括起始精度和随温度、电压及负载产生的变化)可以达到±25ppm。SPXO既无温度补偿也无温度控制措施,其频率温度特性几乎完全由石英晶体振子的频率温度特性所决定。在0~70℃范围内,SPXO的频率稳定度通常为20~1000ppm,SPXO可以用作钟频振荡器。

全文:
http://www.chinaecd.net/dzkw/2000-04/3.htm

[ Last edited by danlli on 2004-11-23 at 12:19 ]
4
发表于 2004-11-25 23:01 | 只看该作者
JR与FU的晶体不能互换是何 原因?
5
发表于 2004-11-25 23:16 | 只看该作者
原理明确~
6
发表于 2004-11-26 13:34 | 只看该作者
二楼的讲够专业
问个比较实际的问题
FU和JR的晶体能通用或互换吗?比如用一对JR的插到FU的设备。为什么?
7
发表于 2004-11-26 17:16 | 只看该作者
关于晶体代换的问题,由于各个厂家、各系列的晶体振荡器倍频都可能有差别,比较麻烦。具体可以参看以下网站:

http://yfmx.51.net/ltxm/index111112.html
8
 楼主| 发表于 2004-11-28 21:54 | 只看该作者
原来小小的一个配件这么大的学问哪!我看了半天,还是没明白,不过我想我是弄不懂的了!毕竟脑子里少了理科知识的那根弦!还是要谢谢楼上的仁兄了!
9
发表于 2004-11-29 11:44 | 只看该作者
谢谢danlli
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