在一般情況下,晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時,振幅明顯加大,比其他頻率下的振幅大得多,這種現象稱為壓電諧振,它與LC回路的諧振現象十分相似。它的諧振頻率與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸等有關。當晶體不振動時,可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關,一般約幾個皮法到幾十皮法。當晶體振蕩時,機械振動的慣性可用電感L來等效。一般L的值為幾十豪亨到幾百豪亨。晶片的彈性可用電容C來等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1皮法。晶片振動時因摩擦而造成的損耗用R來等效,它的數值約為100歐。由于晶片的等效電感很大,而C很小,R也小,因此回路的品質因數Q很大,可達1000~10000。加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關,而且可以做得精確,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩定度。全球晶振供應緊張致進口價大漲 國內價格同樣漲幅較大。遼寧晶振的電容
負載電容是指晶振的兩條引線連接IC塊內部及外部所有有效電容之和,可看作晶振片在電路中串接電容。負載頻率不同決定振蕩器的振蕩頻率不同。標稱頻率相同的晶振,負載電容不一定相同。因為石英晶體振蕩器有兩個諧振頻率,一個是串聯揩振晶振的低負載電容晶振:另一個為并聯揩振晶振的高負載電容晶振。所以,標稱頻率相同的晶振互換時還必須要求負載電容一至,不能冒然互換,否則會造成電器工作不正常。晶振旁的電阻(并聯與串聯)一份電路在其輸出端串接了一個22K的電阻,在其輸出端和輸入端之間接了一個10M的電阻,這是由于連接晶振的芯片端內部是一個線性運算放大器,將輸入進行反向180度輸出,晶振處的負載電容電阻組成的網絡提供另外180度的相移,整個環路的相移360度,滿足振蕩的相位條件,同時還要求閉環增益大于等于1,晶體才正常工作。寧夏晶振 負載電容全球石英晶振需求量逐年上升。
封裝尺寸和外形基于振蕩器類型和規格,對晶振封裝的要求將大相徑庭。簡單的時鐘振蕩器和一些TCXO可以裝在小到1.2×2.5mm2的封裝中;而一些OCXO可以大到50×50mm2,對某些特定設計,甚至可更大。雖然一些通孔封裝如雙列直插式4或14引腳類型仍然用于較大的部件(如OCXO或特定用TCXO),但大多數當前設計使用表貼封裝。這些表貼配置可以是密封的陶瓷封裝,或基于FR-4的、具有用于I/O的建構的組件。6、總結器件選型時一般都要留出一些余量,以保證產品的可靠性。選用較前端的器件可以進一步降低失效概率,帶來潛在的效益,這一點在比較產品價格的時候也要考慮到。要使振蕩器的“整體性能”趨于平衡、合理,這就需要權衡諸如穩定度、工作溫度范圍、晶體老化效應、相位噪聲、成本等多方面因素,這里的成本不止包含器件的價格,而且包含產品全壽命的使用成本。
各種邏輯芯片的晶振引腳可以等效為電容三點式振蕩器。晶振引腳的內部通常是一個反相器,或者是奇數個反相器串聯。在晶振輸出引腳XO和晶振輸入引腳XI之間用一個電阻連接,對于CMOS芯片通常是數M到數十M歐之間。很多芯片的引腳內部已經包含了這個電阻,引腳外部就不用接了。這個電阻是為了使反相器在振蕩初始時處與線性狀態,反相器就如同一個有很大增益的放大器,以便于起振。石英晶體也連接在晶振引腳的輸入和輸出之間,等效為一個并聯諧振回路,振蕩頻率應該是石英晶體的并聯諧振頻率。晶體旁邊的兩個電容接地,實際上就是電容三點式電路的分壓電容,接地點就是分壓點。以接地點即分壓點為參考點,振蕩引腳的輸入和輸出是反相的,但從并聯諧振回路即石英晶體兩端來看,形成一個正反饋以保證電路持續振蕩。在芯片設計時,這兩個電容就已經形成了,一般是兩個的容量相等,容量大小依工藝和版圖而不同,但終歸是比較小,不一定適合很寬的頻率范圍。外接時大約是數PF到數十PF,依頻率和石英晶體的特性而定。需要注意的是:這兩個電容串聯的值是并聯在諧振回路上的,會影響振蕩頻率。當兩個電容量相等時,反饋系數是0.5,一般是可以滿足振蕩條件的。你知道晶振ppm代表什么意思嗎?
根據統計局數據顯示,家電市場(彩電、空調、洗衣機、冰箱)出貨量每年均維持在較高水平。2018年彩電、空調、洗衣機、冰箱產量分別為2.04億臺、2.05億臺、0.72億臺和0.78億臺。家電產品對晶振微型化及精細度要求相對較低,一般選用千赫茲壓電石英晶振或者陶瓷晶振。在不考慮其他類別家電的情況下,我們假設單臺彩電需要8顆晶振,而單臺空調、洗衣機及電冰箱需要晶振數量為2顆,則家電廠商每年對晶振的需求超過23.4億顆。汽車電子成為晶振主要應用場景。中國是汽車產銷大國。根據中國汽車工業協會統計,2018年我國汽車累計銷量為2808.06萬輛,較上年同期基本持平。此外,汽車電動化、智能化、網聯化趨勢越來越明顯,汽車電子滲透率逐步提升。我國汽車電子市場規模以超過10%的增速逐年增長,2019年已達到962億美元。晶振旁的電阻(并聯與串聯)。遼寧晶振的作用
汽車、TWS 和 IoT需求旺 晶振景氣度持續向好。遼寧晶振的電容
晶振電路中為什么用22pf或30pf的電容而不用別的了,相當于三點式里面的電感,C1和C2就是電容,5404非門和R1實現一個NPN的三極管,接下來分析一下這個電路。5404必需要一個電阻,不然它處于飽和截止區,而不是放大區,R1相當于三極管的偏置作用,讓5404處于放大區域,那么5404就是一個反相器,這個就實現了NPN三極管的作用,NPN三極管在共發射極接法時也是一個反相器。大家知道一個正弦振蕩電路要振蕩的條件是,系統放大倍數大于1,這個容易實現,相位滿足360度,與晶振振蕩頻率相同的很小的振蕩就被放大了。接下來主要講解這個相位問題:5404因為是反相器,也就是說實現了180°移相,那么就需要C1,C2和Y1實現180°移相就可以,恰好,當C1,C2,Y1形成諧振時,能夠實現180移相,這個大家可以解方程等,把Y1當作一個電感來做。也可以用電容電感的特性,比如電容電壓落后電流90°,電感電壓超前電流90°來分析,都是可以的。當C1增大時,C2端的振幅增強,當C2降低時,振幅也增強。有些時候C1,C2不焊也能起振,這個不是說沒有C1,C2,而是因為芯片引腳的分布電容引起的,因為本來這個C1,C2就不需要很大,所以這一點很重要。接下來分析這兩個電容對振蕩穩定性的影響。遼寧晶振的電容
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