晶振——數字產品不可或缺的重要頻率元器件
來源：http://www.sdyoujian.cn 作者：yijinkj 2014年11月21
說到晶振可能并不是大家都知道,說到數字產品可謂是都能說出一大籮筐,特別是在這21世紀信息時代數字產品,大家耳熟能詳的智能手機數字電視,數碼相機,DVD等,數字電子技術于數字電路目前被廣泛的應用于雷達,通信,電視,電子計算機,自動控制,航空航天等科學技術領域.我們知道電子產品離不開元器件卻不知道都是由哪些元件組成,具體用到哪些元件大概只有從事那行的才精通,而我大概知道的是決大部分涉及到電路板的東西都離不開,晶振,電容,電阻,以及二極管三極管.這些東西有些是主要元件有些是次要元件,都有些不一樣的功能有存在的價值,晶振在單片機中就像人的心臟一樣重要,在其它數字產品中可能不是最重要,但同樣是離不開晶體功能.
Crystal晶體,在板子上看上去好似不起眼的小器件,但是在數字電路里,就像是整個電路的心臟.數字電路的所有工作都離不開時鐘,晶振的好壞,晶振電路設計的好壞,會影響到整個系統的穩定性.所以更多的了解晶振,選擇好系統使用的晶振,對數字電路來說是決定成敗的第一步.我們目前常說的晶振都是石英晶體振蕩器或者石英晶體諧振器的簡稱.他們都是利用石英晶振的壓電效應制作而成.在石英晶體的兩個電極上施加電場會使晶體產生機械變形,反之,如果在晶體兩側施加機械壓力就會在晶體上產生電場.并且,這兩種現象是可逆的.利用這種特性,在晶體的兩側施加交變電壓,晶片就會產生機械振動,同時產生交變電場.這種震動和電場一般都很小,但是在某個特定頻率下,振幅會明顯加大,這就是壓電諧振,當諧振高出指定頻率時就要在晶振外部并聯合適的電容,就可以組成并聯諧振電路,這個合適的電容就是晶振的負載電容.
晶振除了壓電效應以外,還有一個不能被忽略的特性,就是溫漂.晶振的振蕩頻率會隨著環境溫度的變化發生微小的偏移,這是晶振固有的特性.正是由于溫漂的存在,普通晶振的精度很難做的很高,常見的晶振精度多為20ppm,15ppm,10PP,5PPM很難做到5ppm以下有些日本大品牌高端技術生產出來的5PPM以下成本也比較高.
由于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：
1. 晶振內部存在石英晶體,所以在受到外部撞擊或者跌落的時候容易造成石英晶體斷裂破損造成晶振失效.在設計的時候就要考慮晶振的可靠安裝以及位置盡量不要靠近板邊,設備外殼等等
2. 設計的時候盡量縮短晶振部分的走線,晶振走線和其他信號線之間保留盡量遠的距離,并且推薦將晶振的外殼接地,這些措施都能更好的避免干擾.
3. 不管是插件還是貼片晶振在手工焊接或者機器焊接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,并且加熱時間盡量短.
4. 注意晶振是否被過驅動,過驅動會影響晶振使用壽命.如果用示波器測試發現晶振的輸出被削波,波峰波谷被削平,那么就要考慮晶振是否被過驅動.可以適當調整R1限流電阻的阻值.直到輸出完整的正弦波.
5. 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.
由此可見,石英晶振技術對于數字產品的重要性不言而喻,那么我們在關注電子產品的同時不光要注重本身領域的發展,還可關注晶振行業的發展才能在需要時買到稱心如意的產品,關注晶振行業動態可收藏億金電子官網:http://www.sdyoujian.cn我們會不定期更新數據.
Crystal晶體,在板子上看上去好似不起眼的小器件,但是在數字電路里,就像是整個電路的心臟.數字電路的所有工作都離不開時鐘,晶振的好壞,晶振電路設計的好壞,會影響到整個系統的穩定性.所以更多的了解晶振,選擇好系統使用的晶振,對數字電路來說是決定成敗的第一步.我們目前常說的晶振都是石英晶體振蕩器或者石英晶體諧振器的簡稱.他們都是利用石英晶振的壓電效應制作而成.在石英晶體的兩個電極上施加電場會使晶體產生機械變形,反之,如果在晶體兩側施加機械壓力就會在晶體上產生電場.并且,這兩種現象是可逆的.利用這種特性,在晶體的兩側施加交變電壓,晶片就會產生機械振動,同時產生交變電場.這種震動和電場一般都很小,但是在某個特定頻率下,振幅會明顯加大,這就是壓電諧振,當諧振高出指定頻率時就要在晶振外部并聯合適的電容,就可以組成并聯諧振電路,這個合適的電容就是晶振的負載電容.
晶振除了壓電效應以外,還有一個不能被忽略的特性,就是溫漂.晶振的振蕩頻率會隨著環境溫度的變化發生微小的偏移,這是晶振固有的特性.正是由于溫漂的存在,普通晶振的精度很難做的很高,常見的晶振精度多為20ppm,15ppm,10PP,5PPM很難做到5ppm以下有些日本大品牌高端技術生產出來的5PPM以下成本也比較高.由于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：
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2. 設計的時候盡量縮短晶振部分的走線,晶振走線和其他信號線之間保留盡量遠的距離,并且推薦將晶振的外殼接地,這些措施都能更好的避免干擾.
3. 不管是插件還是貼片晶振在手工焊接或者機器焊接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,并且加熱時間盡量短.
4. 注意晶振是否被過驅動,過驅動會影響晶振使用壽命.如果用示波器測試發現晶振的輸出被削波,波峰波谷被削平,那么就要考慮晶振是否被過驅動.可以適當調整R1限流電阻的阻值.直到輸出完整的正弦波.
5. 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.
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