晶振电路原理--机械振动&等效电路

发布时间:2023-01-05 阅读次数:494

石英晶体在设备中用作时间或者频率的基准源。石英晶体谐振器可以当做一个机械振动系统。机械振动系统和电路是“等效”的。


机械振动



如上图,质量-弹簧-阻尼元件可依次对应电感-电容-电阻。另外,驱动力对应电压;质量的位移对应电容上的电荷;速度对应电流。

  • 晶体的振荡能力(Spring)相当于串联电容C1; 

  • 振动质量(Mass)相当于串联动态电感L1;

  • 机械损耗(Dashpot)相当于谐振电阻R1。


等效电路



  • C1: 动态电容由石英的硬度,电极面积,以及晶片的厚度和形状决定的。C1与晶片电极面积(晶体体积)和频率成正比。

  • L1:晶体的动态电感由石英的机械质量决定,与晶振的频率大小成反比:厚且大的石英晶片震动频率低;薄而小的晶片震动频率高。

  • R1:该电阻表示晶体在固有谐振频率下的等效阻抗,与Q值成反比。《石英晶体的品质因数Q值

  • C0:晶体两引脚之间的电容为静态电容C0。以水晶为介质,由两个金属电极形成的电容,和晶片电极面积(或晶体体积)大小和频率大小正比。

  • FL,DLD2,FR,TS…更多参数解读:《一篇文章读懂KOAN晶振测试报告》


常见问题


1. 无源和有源晶振的区别: 无源晶振内部没有独立起振电路,需要外部电路配合;有源晶振不受外部电路影响,内部有独立起振芯片。更多:《无源和有源晶振的区别和辨别方法


2. 无源晶振的电容匹配: 无源晶振的稳定度很大程度取决于用户对外部电路的匹配。更多:《无源晶振的电容匹配


3. 晶振的封装尺寸: 晶振的封装分为SMD贴片晶振和DIP插件晶振。晶振的封装尺寸朝着小型化发展。更多:《常见晶振的封装尺寸》《32.768khz晶振的规格尺寸


4. 晶振常见波形: KOAN晶振的输出波形普遍分为方波和正弦波两类,方波有非差分和差分的选择。更多:《晶振波形是什么?正弦波还是方波?



关于我们

除了基本的谐振器和振荡器,KOAN晶振有低功耗,小尺寸,差分输出,超高频,低相噪低抖动,防电磁干扰等晶振可供选择。KOAN晶振公司配备了E5052B信号分析仪器、S&A280B、S&A250B测试仪器,以及高低温箱,抗冲击试验设备。我们能够检测在温度、负载和功率电压变化条件下的频率稳定性。

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