定义
晶体振动通常被称为晶体谐振器,是一种机电器件,由精密切割磨削和电极焊接导线制成。这种晶体有一个非常重要的特性,如果给他通电,他会产生机械振荡。相反,如果给他机械力,他会再次产生电。这种特性称为机电效应。其振荡频率与其形状、材料、切割方向等密切相关。由于石英晶体的化学性能非常稳定,热膨胀系数非常小,振荡频率也非常稳定,其谐振频率也非常准确,因为几何尺寸的控制非常准确。根据石英晶体的机电效应,我们可以把它等效为一个电磁振荡回路,即谐振回路。它们的机电效应是机电机电机...由电感和电容组成的谐振电路是电场-磁场的不断转换。在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路。由于石英晶体的损失很小,即Q 值很高,用作振荡器时,能产生非常稳定的振荡,用作滤波器,能得到非常稳定、陡削的带通或带阻曲线。
晶体振荡器是晶体振荡器的缩写。在电气方面,它可以等效成一个电容器和一个电阻并联连接到另一个电容器的二端网络。在电工学中,该网络有两个谐振点,其中较低频率为串联谐振,较高频率为并联谐振。由于晶体本身的特性,这两个频率之间的距离相当接近。在这个极窄的频率范围内,晶体振动等效为电感,因此只要晶体振动的两端并联合适的电容,就会形成并联谐振电路。并联谐振电路可以在负反馈电路中构成正弦波振荡电路。由于晶体振动等效电感的频率范围很窄,即使其他部件的参数变化很大,振荡器的频率也不会变化很大。 晶体振动有一个重要的参数,即负载电容值,如果选择等于负载电容值的并联电容,可以获得晶体振动标称的谐振频率。 一般晶体振荡电路在反相放大器的两端连接晶体振荡器(注意放大器不是反相器),然后两个电容器连接到晶体振荡器的两端,每个电容器的另一端连接到地面,两个电容器串联的容量值应等于负载电容器,请注意一般IC引脚有等效输入电容,不容忽视。
晶体振动在共振状态下工作,以提供稳定、准确的单频振荡。在正常工作条件下,普通晶振频率的绝对精度可达50%。一些晶体振荡器也可以通过外加电压在一定范围内调节频率,称为压控振荡器(VCO)。晶体振动的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常,一个系统共用一个晶体振动,以保持各部分的同步。一些通信系统的基频和射频使用不同的晶体振动,并通过电子调节频率保持同步。晶体振动通常与锁相环电路一起使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同的子系统需要不同频率的时钟信号,则可以使用不同的锁相环与相同的晶振相连。晶体振动通常与锁相环电路一起使用,以提供系统所需的时钟频率。如果不同的子系统需要不同频率的时钟信号,则可以使用不同的锁相环与相同的晶振相连。
分类及比较
晶体振荡器也分为无源晶体振荡器和有源晶体振荡器。不同于有源晶振(谐振)的英文名称,无源晶振是crystal(晶体),有源晶振称为oscillator(振荡器)。在电子学中,带有晶体管元件的电路通常被称为有源电路(如有源扬声器、有源滤波器等),而只有电阻元件的电路被称为无源电路。电脑中的晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型。
无源晶振需要时钟电路来产生振荡信号,不能振荡,所以 无源晶振 说法不准确;
两个引脚多为无源晶振,当然也有四个引脚,但其中两个不起作用;
有源晶振是一种完整的谐振振荡器。 谐振器包括石英(或其晶体材料)晶体谐振器、陶瓷谐振器、LC谐振器等。
除石英晶体外,还有晶体管和阻容元件。与无源晶体相比,有源晶体振动通常体积更大,但现在许多有源晶体振动是表面的,体积相当于晶体,有些甚至小于许多晶体。有源晶振是一个四角方形或矩形金属盒,看标称一面(顶),左下空脚,右下地,左上角VCC(5V),右上输出。用示波器连接电源可以看到波形。 有源晶振型号很多,每种型号的引脚定义不同,接法也不同, 按逆时针(管脚向下)分别标注1脚,为2、3、4。不需要有源晶振DSP内部振荡器信号质量好,号质量好,相对稳定,连接方式相对简单(主要是电源滤波,通常由电容器和电感组成PI类型滤波网络,输出端可以使用小电阻过滤信号),不需要复杂的配置电路。有源晶体振荡器不需要处理器内部振荡器,信号质量好,相对稳定,连接方式相对简单(主要是电源滤波,通常由电容器和电感组成PI类型滤波网络,输出端可以使用小电阻过滤信号),不需要复杂的配置电路。与无源晶体相比,有源晶体振动的缺陷是其信号电平固定,需要选择合适的输出电平,灵活性差,价格高。 有源晶振引脚接法:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。
有源晶振引脚识别:按逆时针(管脚向下)分别标2、3、4。
常用的有源晶振:一脚悬空,二脚接地,三脚接输出,四脚接电压。
晶体振荡器与谐振荡器有其共同的交集有源晶体谐振荡器。 因此,石英晶片可以作为振荡电路(谐振)是基于其压电效应。从物理学上看,如果在晶片的两个极板之间增加一个电场,晶体将产生机械变形;相反,如果在极板之间施加机械力,则在相应的方向上产生电场,称为压电效应。如果在极板之间增加交变电压,则会产生机械变形振动,机械变形振动会产生交变电场。一般来说,这种机械振动的振幅相对较小,振动频率非常稳定。然而,当外交变电压的频率等于晶片的固有频率(取决于晶片的大小)时,机械振动的范围将急剧增加。这种现象称为压电谐振,因此石英晶体也称为石英晶体谐振器。 其特点是频率稳定性高。 石英晶体振荡器和石英晶体谐振器是提供稳定电路频率的电子设备。石英晶体振荡器利用石英晶体的压电效应振动,石英晶体谐振器利用石英晶体和内置IC共同工作。
包装及实物图
石英晶包一般分为插件(Dip)和贴片(SMD)。又分为插件HC-49U、HC-33U、HC-49S、全尺寸(长方体)、半尺寸(正方体)、音叉(圆柱晶振)。
HC-49U一般称49U,有些采购俗称高型HC-49S一般称49S,俗称矮φ3*10、φ3*9、φ3*8、φ2*6、φ1*5、、φ1*4等。
贴片型按尺寸和脚位分类,如7050(7).0*5.0)、6035(6.0*3.5)、5032(5.0*3.2)、3225(3.2*2.5)、2025(2.0*2.等等。脚位4pin和2pin之分。
所谓全尺寸,又称长方形或14pin,半尺寸又称正方形或8pin。但需要注意的是,这里的14pin和8pin指振荡器内部的核心IC振荡器本身的脚位数是4pin。
有源晶振可以从不同的应用层面分为普通晶振(OSC)、温补晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)压控晶振恒温晶振(OCXO)等。
又分为插件HC-49U、HC-33U、HC-49S、全尺寸(长方体)、半尺寸(正方体)、音叉(圆柱晶振)。HC-49U一般称49U,有些采购俗称高型HC-49S一般称49S,俗称矮φ3*10、φ3*9、φ3*8、φ2*6、φ1*5、、φ1*4等。贴片型是按尺寸大小和脚位来分类:例如7050(7.0*5.0)、6035(6.0*3.5)、5032(5.0*3.2)、3225(3.2*2.5)、2025(2.0*2.5)等。脚位有4pin和2pin之分。
所谓全尺寸,又称长方形或14pin,半尺寸又称正方形或8pin。但需要注意的是,这里的14pin和8pin指振荡器内部的核心IC振荡器本身的脚位数是4pin。
有源晶振可以从不同的应用层面分为普通晶振(OSC)、温补晶振(TCXO)、压控晶振(VCXO)压控晶振恒温晶振(OCXO)等。
圆柱体2X6(2mmX6mm),3X8(3mmX8mm)
49S
49SMD
49U
5X5(5mmX7mm),5X7(5mmX7mm), 3225(3.2mmX2.5mm), 5035(5.0mmX3.5mm)
无源晶振3225引脚图
F11
T4039