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晶体谐振器的要害参数详解

2017-04-05 15:15分类:电工考证知识 阅读:

 

1、标称频率

指晶体元件标准中所指定的频率,也即用户在电路方案和元件选购时所期望的志向作业频率。

2、调整频差

基准温度时,作业频率有关于标称频率的最大容许违反。常用ppm(1/十6)标明。

3、温度频差

在悉数温度方案内作业频率有关于基准温度时作业频率的容许违反。常用ppm(1/十6)标明。

4、老化率

指在规矩条件下,由于时刻所构成的使的频率漂移。这一方关于精细晶体是必要的,但它“没有了解的实验条件,而是由制造商经过对悉数商品有方案抽验进行接连监督的,某些晶体元件或许比规矩的水平要差,这是容许的”(依据IEC的布告)。老化疑问的最利益理方法只能靠制造商和用户之间的挨近洽谈。

5、谐振电阻(Rr)

指晶体元件在谐振频率处的等效电阻,当不思考C0的效果,也近似等于所谓晶体的动态电阻R1或称等效串联电阻(ESR)。这个参数操控着晶体元件的质量因数,还挑选所运用电路中的晶体振荡电平,因此影响晶体的安稳性致使是不是可以志向的起振。所以它是晶体元件的一个首要方针参数。通常的,关于一给定频率,选用的晶体盒越小,ESR的均匀值或许就越高;绝大大都状况,在制造进程中并不能估量详细某个晶体元件的电阻值,而只能确保电阻将低于标准中所给的最大值。

6、负载谐振电阻(RL)

指晶体元件与规矩外部电容相串联,在负载谐振频率FL时的电阻。对一给定晶体元体,其负载谐振电阻值取决于和该元件一同作业的负载电容值,串上负载电容后的谐振电阻,老是大于晶体元件自身的谐振电阻。

7、负载电容(CL)

与晶体元件一同挑选负载谐振频率FL的有用外界电容。晶体元件标准中的CL是一个查验条件也是一个运用条件,这个值可在用户详细运用时依据状况作恰当调整,来微调FL的实习作业频率(也即晶体的制造公役可调整)。但它有一个适宜值,不然会给振荡电路带来恶化,其值通常选用十pF、15pF 、20pF、30pF、50pF、∝等,其间当CL标为∝时标明其运用在串联谐振型电路中,不要再加负载电容,并且作业频率即是晶体的(串联)谐振频率Fr。用户应当留神,关于某些晶体(包含不封装的振子运用),在某终身产标准既定的负载电容下(分外是小负载电容时),±0.5pF的电路实习电容的差错就能发作±十×十-6的频率差错。因此,负载电容是一个十分首要的订购标准方针。

8、静态电容(C0)

等效电路静态臂里的电容。它的巨细首要取决于电极面积、晶片厚度和晶片加工技术。

9、动态电容(C1)

等效电路中动态臂里的电容。它的巨细首要取决于电极面积,其他还和晶片平行度、微调量的巨细有关。

十、动态电感(L1)

等效电路中动态臂里的电感。动态电感与动态电容是一对有关量。

11、谐振频率(Fr)

指在规矩条件下,晶体元件电气阻抗为电阻性的两个频率中较低的一个频率。依据等效电路,当不思考C0的效果,Fr由C1和L1挑选,近似等于所谓串联(支路)谐振频率(Fs)。这一频率是晶体的天然谐振频率,它在高稳晶振的方案中,是作为使晶振安稳作业于标称频率、断定频率调整方案、设置频率微调设备等央求时的方案参数。

12、负载谐振频率(FL)

指在规矩条件下,晶体元件与一负载电容串联或并联,其组合阻抗呈现为电阻性时两个频率中的一个频率。在串联负载电容时,FL是两个频率中较低的那个频率;在并联负载电容时,FL则是其间较高的那个频率。关于某一给定的负载电容值(CL),就实习效果,这两个频率是一样的;并且

这一频率是晶体的绝大大都运用时,在电路中所体现的实习频率,也是制造厂商为满意用户对商品契合标称频率央求的查验方针参数。

13、质量因数(Q)

质量因数又称机械Q值,它是反映谐振器功用好坏的首要参数,它与L1和C1有如下联络:

Q=wL1/R1=1/wR1C1

如上式,R1越大,Q值越低,功率耗散越大,并且还会致使频率不安稳。反之Q值越高,频率越安稳。

14、鼓动电平(Level of drive)

是一种用耗散功率标明的,施加于晶体元件的鼓动条件的丈量。悉数晶体元件的频率和电阻都在必定程度上随鼓动电平的改动而改动,这称为鼓动电平有关性(DLD),因此订购标准中的鼓动电平须是晶体实习运用电路中的鼓动电平。正由于晶体元件固有的鼓动电平有关性的特性,用户在振荡电路方案和晶体运用时,有必要留神和确保不呈现鼓动电平过低而起振不良或过度鼓动频率失常的景象。

15、鼓动电平有关性(DLD)

由于压电效应,鼓动电平强逼谐振子发作机械振荡,在这个进程中,加速度功转化为动能和弹功用,功耗转化为热。后者的变换是由于石英谐振子的内部和外部的抵触所构成的。

抵触损耗与振荡质点的速度有关,当哆嗦不再是线性的,或当石英振子内部或其外表及设备点的拉伸或应变、位移或加速度抵达临界时,抵触损耗将添加。因此致使频率和电阻的改动。

加工进程中构成DLD不良的首要要素如下,其效果或许是不能起振:

1) 谐振子外表存在微粒污染。首要发作要素为出产环境不洁净或不合法触摸晶片外表;

2) 谐振子的机械危害。首要发作要素为研磨进程中发作的划痕。

3) 电极中存在微粒或银球。首要发作要素为真空室不洁净和镀膜速率不适宜。

4) 装架是电极触摸不良;

5) 支架、电极和石英片之间存在机械应力。

16、DLD2(单位:欧姆)

纷歧样鼓动电平下的负载谐振电阻的最大值与最小值之间的差值。(如:从0.1uw~200uw,一共20步)。

17、RLD2(单位:欧姆)

纷歧样鼓动电平下的负载谐振电阻的均匀值<与谐振电阻Rr的值比照挨近,但要大一些>。(如:从0.1uw~200uw,一共20步)。

18、寄生照料

悉数晶体元件除了主照料(需求的频率)以外,还有其它的频率照料。削弱寄生照料的方法是改动晶片的几许标准、电极,以及晶片加工技术,可是一同会改动晶体的动、静态参数。

寄生照料的丈量

1) SPDB 用DB标明Fr的高低与最大寄生高低的差值;

2) SPUR 在最大寄生处的电阻;

3) SPFR 最小电阻寄生与谐振频率的间隔,用Hz或ppm标明。

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