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村田逆变器

发布时间:2025-02-04 09:20:51 人气:



晶体振荡器的基本工作原理 晶体振荡器的作用是什么

晶体振荡器,以其高精度频率、高稳定性、高质量和更小尺寸而优于陶瓷谐振器,成为电子技术中的重要元件。本文将对晶体振荡器的基本工作原理和相关技术术语进行简要介绍。

首先,要理解晶体振荡器的工作原理,共振频率是关键概念。共振频率指的是在两点阻抗变为电阻时的较低频率点。在晶体谐振器的共振特性中,其等效电路由电阻、电感和电容组成。等效串联电阻(R1)是晶体谐振器的重要特性,而负载电容(Cs)则让晶体谐振器具有负载共振频率,这一频率比共振频率高。实际振荡电路中,负载电容会与外部因素产生差异,从而影响实际振荡频率与晶体谐振器规范中的额定值之间的电容差。

晶振的稳定性还体现在拉敏性上,它是负载电容变化产生的负载共振频率偏移的度量,用斜率表示。当负载电容为6pF时,拉敏性为-17ppm/pF,表示负载电容变化1pF时,频移为17ppm。此外,晶振的导纳圆特性在导纳平面坐标(电导—电纳)上体现,频率低于共振频率时,导纳靠近原点,频率增加时则按顺时针方向画圆。

振荡裕量是振荡电路中非常重要的术语,它指的是振荡停止的裕量,取决于组成振荡电路的元件,如晶体谐振器、MCU、电容器以及电阻器。村田推荐维持5倍或更大的振荡裕量以确保稳定振荡。负阻是用阻抗表示的振荡电路信号放大能力,较高的负阻表示振荡电路的放大能力低,通常与CMOS逆变器的特性、反馈电阻、阻尼电阻和外部负载电容有关。

驱动功率是指振荡电路中晶体谐振器的功耗,它不仅与晶体谐振器的等效串联电阻有关,还与组成振荡电路的元件有关。在设计振荡电路时,需要检查驱动功率以避免频率—时间性能的不正常特性。

构成电路的元件(如C-MOS逆变器、晶体谐振器、电阻和外部负载电容)的组合会影响振荡特性,因此必须组成适当的电容组合以获得强大的振荡电路。这称为电路匹配。标称频率是晶体谐振器生产商指定的频率,但实际振荡频率会因MCU、PCB和外部负载电容的不同而偏离标称频率。频率容限是指操作环境中振荡频率的最大允许偏差范围,通常用ppm表示。

反馈电阻在振荡电路中与C-MOS逆变器并联连接,用于平衡逆变器I/O间的DC电压。阻尼电阻用于振荡电路中C-MOS逆变器的输出端,以降低振荡幅度并降低功率,但必须注意振荡裕量,以免引起振荡停止。外部负载电容用于振荡电路的接地逆变器输入端和输出端,直接影响负阻和振荡频率,其值通常在5到10pF之间,取决于MCU特性和安装基板的寄生电容。

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