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拉动晶体谐振器谐振频率的基础

作者:爱普生代理江苏南山 发布时间:2021-02-03分类:基础知识浏览:83次

 在某些情况下,必须能够修整或“拉”晶体谐振器的谐振频率,以适应谐振频率可能需要的微小变化。在很多情况下可能需要这样做,并且这样做可以将晶体谐振器的出色性能(在稳定性和Q方面)与晶体振荡器频率的微小变化相结合。自然地,微调频率的能力确实会降低晶体的性能,但对于大多数用途而言,仍然绰绰有余。

尽管过去使用VXO,可变晶体振荡器来手动改变晶体振荡器的频率,但今天更常见的用法是用于VCXO的压控晶体振荡器,这些振荡器用于高精度温补晶振TCXO,窄带锁相环和其他应用程序的数量。频率调整以多种不同方式使用。它们可用于温度补偿晶体振荡器TCXO,其中温度传感器用于为补偿随温度漂移的电路供电。它可以用于定期根据高精度标准手动校准振荡器,也可以用于根据非空中标准(例如GPS)以电子方式调整振荡器的频率。

晶体谐振器是一种调谐电路,其性能可以通过更常用的电子组件进行仿真。

由于可以看到等效电路中的不同电子组件如何共同反应,因此该等效电路可深入了解其工作原理。

dengxiaodianlu.jpg

在该等效电路中,可以将不同的电子组件等同于石英晶体谐振器的功能元件。

L:   电感源自材料的质量。

C1:   此电容来自晶体的柔度。

R:   此元素来自系统中的损耗。其中*大的是晶体机械振动的摩擦损失。

Co:   理论石英等效电路中的此电容是由晶体元件电极之间的电容引起的。这通常称为并联电容。

除了等效电路中所示的电子组件外,还需要在电子电路设计中提供一个称为负载电容的外部电容,以使晶体以其谐振频率振动。

该负载电容在晶振的数据表中指定,并且是订购时需要指定的参数之一。常用值为20pF和30pF。

当以并联运行模式运行时,负载电容会对晶体的谐振频率产生明显影响。当晶振以串联模式工作时,它的确起作用,但是负载电容器的作用要小得多。

可以如下表示拉晶的公式:

gongshi.jpg

其中:

    Δf=上拉频率或负载频率与串联谐振频率之间的差fs

    C L =负载电容

还可以根据负载电容每微微法拉变化的频移来计算晶体的平均可拉性。

可以看出,有必要了解并联电容,运动电容和负载电容以实现此目的。在这些数字可用的情况下,这可能非常有用。

Δf的极*实际上取决于晶体的Q,它与等效电路中电子元件的值以及负载电容有关。

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