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如何根据规格参数指定石英晶体谐振器

作者:爱普生代理江苏南山 发布时间:2021-02-24分类:基础知识浏览:40次

 在研究如何指定石英晶体谐振器XTAL时,有必要了解制造商的需求,以便能够制造出满足其要求的组件。

为了能够正确指定石英晶振,需要包括负载电容,谐振类型等在内的各种规范。

通常,制造商会准备一张备考表,其中需要添加各种规格数据。

频率规格

显然,任何石英晶体谐振器的主要规格都是其频率。通常用频率公差要求的有效数字表示,尽管通常多为七个数字。明智的做法是将频率表达为正确的有效数字位数,以避免在石英晶体规范这一方面产生误解。

共振类型

有两种类型的共振适用于石英晶体。一个是并联谐振,另一个是串联谐振。所需的实际类型将取决于使用的电路。尽管晶体将以两种模式工作,但每种谐振类型的谐振频率都略有不同。对于某些应用程序,例如微处理器时钟发生器,两个频率之间的微小差异可能不是问题,但对于许多其他应用程序则是一个问题。因此,晶体规格应明确包括所需的共振类型。

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晶体谐振器模式

石英晶体可以基本模式或泛音模式运行。在大约25 MHz以下的频率下,通常将晶体设计为以其基本模式运行,而在此之上,通常将其设计为用于泛音运行,尽管随着制造技术的改进,越来越多的晶体也已可以使用。因此,模式是晶体规格的重要元素。

订购泛音晶体时,请提供确切的工作频率,而不是预期的基本频率,因为在所需的频率上可能会产生混淆,并且由于晶体的泛音频率与基频的谐波并不完*相同频率,这可能会导致提供了错误的频率。泛音晶体的频率通常以MHz表示(MHz晶体谐振器),而工作在其基频上的晶体通常以kHz表示。

晶体负载电容规格

常见的晶体类型是并联谐振,其中晶体以高于其串联谐振频率(*低阻抗点)的频率工作。当以并联谐振模式工作时,晶体谐振器需要一定水平的负载电容。这是呈现给石英谐振器的振荡电路的电容。外部电容构成谐振电路的一部分。负载电容的一个常见值是30pF,尽管20pF也被广泛使用。

校准公差规格

这是在25°C的温度下制造时晶体的终频率,该温度通常假定为电子设备的工作温度。但是,如果要在烤箱中使用晶体,则应注明烤箱的温度。校准容差本身以ppm(百万分之一)表示。

温度稳定性

温度稳定性是晶体规格的另一个重要领域,并且是温度变化时允许的频率偏差。再次通常以ppm为单位,从每摄氏度参考温度下的频率开始。有时,晶体规格可能会使用由校准和温度稳定性公差之和组成的频率公差。

持有人风格

晶体有各种包装。通孔安装和插座使用许多标准品种。HC43等样式仍可广泛使用,但也有许多新封装可用于表面贴装焊接。有必要参考制造商的数据表来做出终选择。

石英晶体老化

石英晶体的老化将取决于许多因素,尤其是封装。通常在运行的初几周内*大,因此,要在使用前先将要用于高质量烤箱振荡器的晶体放入其中。在给定的时间(通常是和/或一年)中,老化数字以一定数量的ppm表示。

虚假回应

在某些应用中,杂散响应可能很重要,但有些响应可能在主频率的几百千赫兹之内。这些通常很低,并且除非在振荡器中使用的调谐电路以与附近响应相同的频率谐振,否则很少会在振荡器电路中引起问题。它们在滤波器应用中可能更重要,并且可能有必要指定相对于主要响应的*大响应级别。在一个滤波器中可​​能会使用多个晶体,而它们并非都使用相同的频率。这将导致响应也出现在不同的频率上,从而使问题不太严重。

活动

晶体活性的量度是在等效电路的运动臂中看到的电阻成分。可以预期,电阻和Q彼此成反比。

订购石英晶体时,必须确保已完成所有步骤以确保规格正确。有时可能需要花费几周的时间来制造原型,因此有必要确保正确完成所有操作以避免误解并确保所有数据正确无误。通过正确指定晶振,通常可以快速获得服务。

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