小小晶振卻是決定數字電路成敗的關鍵
發布時間:2014-03-12 責任編輯:cicy
我(wo)們(men)目(mu)前(qian)常(chang)說(shuo)的(de)晶(jing)振(zhen)都(dou)是(shi)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)振(zhen)蕩(dang)器(qi)或(huo)者(zhe)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)諧(xie)振(zhen)器(qi)的(de)簡(jian)稱(cheng)。他(ta)們(men)都(dou)是(shi)利(li)用(yong)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)的(de)壓(ya)電(dian)效(xiao)應(ying)製(zhi)作(zuo)而(er)成(cheng)。在(zai)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)的(de)兩(liang)個(ge)電(dian)極(ji)上(shang)施(shi)加(jia)電(dian)場(chang)會(hui)使(shi)晶(jing)體(ti)產(chan)生(sheng)機(ji)械(xie)變(bian)形(xing),反(fan)之(zhi),如(ru)果(guo)在(zai)晶(jing)體(ti)兩(liang)側(ce)施(shi)加(jia)機(ji)械(xie)壓(ya)力(li)就(jiu)會(hui)在(zai)晶(jing)體(ti)上(shang)產(chan)生(sheng)電(dian)場(chang)。並(bing)且(qie),這(zhe)兩(liang)種(zhong)現(xian)象(xiang)是(shi)可(ke)逆(ni)的(de)。利(li)用(yong)這(zhe)種(zhong)特(te)性(xing),在(zai)晶(jing)體(ti)的(de)兩(liang)側(ce)施(shi)加(jia)交(jiao)變(bian)電(dian)壓(ya),晶(jing)片(pian)就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)機(ji)械(xie)振(zhen)動(dong),同(tong)時(shi)產(chan)生(sheng)交(jiao)變(bian)電(dian)場(chang)。這(zhe)種(zhong)震(zhen)動(dong)和(he)電(dian)場(chang)一(yi)般(ban)都(dou)很(hen)小(xiao),但(dan)是(shi)在(zai)某(mou)個(ge)特(te)定(ding)頻(pin)率(lv)下(xia),振(zhen)幅(fu)會(hui)明(ming)顯(xian)加(jia)大(da),這(zhe)就(jiu)是(shi)壓(ya)電(dian)諧(xie)振(zhen),和(he)我(wo)們(men)常(chang)見(jian)到(dao)的(de)LC回路諧振有些類似。
晶(jing)振(zhen)除(chu)了(le)壓(ya)電(dian)效(xiao)應(ying)以(yi)外(wai),還(hai)有(you)一(yi)個(ge)不(bu)能(neng)被(bei)忽(hu)略(lve)的(de)特(te)性(xing),就(jiu)是(shi)溫(wen)漂(piao)。晶(jing)振(zhen)的(de)振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)會(hui)隨(sui)著(zhe)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)的(de)變(bian)化(hua)發(fa)生(sheng)微(wei)小(xiao)的(de)偏(pian)移(yi),這(zhe)是(shi)晶(jing)振(zhen)固(gu)有(you)的(de)特(te)性(xing)。正(zheng)是(shi)由(you)於(yu)溫(wen)漂(piao)的(de)存(cun)在(zai),普(pu)通(tong)晶(jing)振(zhen)的(de)精(jing)度(du)很(hen)難(nan)做(zuo)的(de)很(hen)高(gao),常(chang)見(jian)的(de)晶(jing)振(zhen)精(jing)度(du)多(duo)為(wei)40ppm,20ppm,很難做到10ppm以(yi)下(xia)。這(zhe)種(zhong)精(jing)度(du)在(zai)一(yi)些(xie)對(dui)晶(jing)振(zhen)精(jing)度(du)要(yao)求(qiu)不(bu)高(gao)的(de)場(chang)合(he),如(ru)微(wei)處(chu)理(li)器(qi)的(de)時(shi)鍾(zhong)輸(shu)入(ru)等(deng),完(wan)全(quan)能(neng)夠(gou)滿(man)足(zu)需(xu)求(qiu)。但(dan)是(shi)在(zai)無(wu)線(xian)通(tong)信(xin),蜂(feng)窩(wo)應(ying)用(yong),廣(guang)播(bo)電(dian)視(shi)等(deng)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu),需(xu)要(yao)時(shi)鍾(zhong)精(jing)確(que)同(tong)步(bu),普(pu)通(tong)晶(jing)振(zhen)就(jiu)很(hen)難(nan)滿(man)足(zu)係(xi)統(tong)需(xu)求(qiu)了(le)。為(wei)了(le)解(jie)決(jue)溫(wen)漂(piao)帶(dai)來(lai)的(de)影(ying)響(xiang),係(xi)統(tong)就(jiu)要(yao)選(xuan)擇(ze)精(jing)度(du)更(geng)高(gao)的(de)溫(wen)補(bu)晶(jing)振(zhen)或(huo)者(zhe)恒(heng)溫(wen)晶(jing)振(zhen)。溫(wen)補(bu)晶(jing)振(zhen)是(shi)通(tong)過(guo)感(gan)應(ying)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du),然(ran)後(hou)將(jiang)溫(wen)度(du)信(xin)息(xi)轉(zhuan)換(huan)成(cheng)控(kong)製(zhi)量(liang)控(kong)製(zhi)晶(jing)振(zhen)的(de)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)。現(xian)在(zai)的(de)溫(wen)補(bu)晶(jing)振(zhen)多(duo)采(cai)用(yong)數(shu)字(zi)化(hua)技(ji)術(shu),能(neng)夠(gou)達(da)到(dao)更(geng)精(jing)確(que)的(de)控(kong)製(zhi)。而(er)恒(heng)溫(wen)晶(jing)振(zhen)更(geng)進(jin)一(yi)步(bu),將(jiang)晶(jing)體(ti)置(zhi)於(yu)恒(heng)溫(wen)槽(cao)內(nei),通(tong)過(guo)設(she)置(zhi)恒(heng)溫(wen)工(gong)作(zuo)點(dian),使(shi)恒(heng)溫(wen)槽(cao)保(bao)持(chi)一(yi)個(ge)恒(heng)溫(wen)的(de)狀(zhuang)態(tai),晶(jing)體(ti)在(zai)恒(heng)溫(wen)槽(cao)內(nei)就(jiu)可(ke)以(yi)不(bu)受(shou)外(wai)界(jie)溫(wen)度(du)的(de)影(ying)響(xiang),大(da)大(da)提(ti)高(gao)晶(jing)振(zhen)輸(shu)出(chu)頻(pin)率(lv)的(de)穩(wen)定(ding)度(du)。溫(wen)補(bu)晶(jing)振(zhen)和(he)恒(heng)溫(wen)晶(jing)振(zhen)的(de)輸(shu)出(chu)精(jing)度(du)都(dou)能(neng)夠(gou)達(da)到(dao)1ppm甚至更高。能夠滿足嚴苛的係統需求。
由於晶振在數字電路中的重要性,在使用和設計的時候我們需要小心處理:
a. 晶(jing)振(zhen)內(nei)部(bu)存(cun)在(zai)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti),所(suo)以(yi)在(zai)受(shou)到(dao)外(wai)部(bu)撞(zhuang)擊(ji)或(huo)者(zhe)跌(die)落(luo)的(de)時(shi)候(hou)容(rong)易(yi)造(zao)成(cheng)石(shi)英(ying)晶(jing)體(ti)斷(duan)裂(lie)破(po)損(sun)造(zao)成(cheng)晶(jing)振(zhen)失(shi)效(xiao)。在(zai)設(she)計(ji)的(de)時(shi)候(hou)就(jiu)要(yao)考(kao)慮(lv)晶(jing)振(zhen)的(de)可(ke)靠(kao)安(an)裝(zhuang)以(yi)及(ji)位(wei)置(zhi)盡(jin)量(liang)不(bu)要(yao)靠(kao)近(jin)板(ban)邊(bian),設(she)備(bei)外(wai)殼(ke)等(deng)等(deng)。
b. 在手工焊接或者機器焊接的時候要注意焊接溫度,晶振對溫度比較敏感,焊接時溫度不能過高,並且加熱時間盡量短。
c. 設(she)計(ji)的(de)時(shi)候(hou)盡(jin)量(liang)縮(suo)短(duan)晶(jing)振(zhen)部(bu)分(fen)的(de)走(zou)線(xian),晶(jing)振(zhen)走(zou)線(xian)和(he)其(qi)他(ta)信(xin)號(hao)線(xian)之(zhi)間(jian)保(bao)留(liu)盡(jin)量(liang)遠(yuan)的(de)距(ju)離(li),並(bing)且(qie)推(tui)薦(jian)將(jiang)晶(jing)振(zhen)的(de)外(wai)殼(ke)接(jie)地(di),這(zhe)些(xie)措(cuo)施(shi)都(dou)能(neng)更(geng)好(hao)的(de)避(bi)免(mian)幹(gan)擾(rao)。
d. 謹慎選擇C1、C2的容值。盡量按照廠家提供的推薦值設計。在滿足起震要求的前提下,C1、C2的取值可以盡量小,能縮短晶振起震時間。
e. 注zhu意yi晶jing振zhen是shi否fou被bei過guo驅qu動dong,過guo驅qu動dong會hui影ying響xiang晶jing振zhen使shi用yong壽shou命ming。如ru果guo用yong示shi波bo器qi測ce試shi發fa現xian晶jing振zhen的de輸shu出chu被bei削xue波bo,波bo峰feng波bo穀gu被bei削xue平ping,那na麼me就jiu要yao考kao慮lv晶jing振zhen是shi否fou被bei過guo驅qu動dong。可ke以yi適shi當dang調tiao整zhengR1限流電阻的阻值。直到輸出完整的正弦波。
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