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晶振电路匹配及温漂处理

来源:http://dgkjly.com 作者:dgkjly 2014年06月25
  在电路中使用晶振时,估计很多工程师会有这样的烦恼,一是晶振在电路中匹配不理想,影响使用效果。二是晶振的温度漂移太大,甚至影响产品的性能。
  石英晶体振荡器是一种高精度和高稳定度的振荡器,被广泛应用于彩电、计算机、遥控器等各类振荡电路中,以及通信系统中用于频率发生器、为数据处理设备产生时钟信号和为特定系统提供基准信号。
  无源晶体的使用效果不仅取决于晶振本身的指标,还与振荡电路的设计匹配关联性极大,常有匹配不理想状况。有源晶振是直接将晶体与钟振IC“捆绑”封装调试后,提供给用户,避免了客户端因晶体负载匹配不当,造成电路频率漂移的麻烦。在电子产品中,成本问题肯定是生产商考虑的重要因素,同时对晶振的运用也会考虑到成本因素,因此有源晶体振荡器(俗称钟振)比普通无源谐振器的价格高出5~10倍。从而更多地选择使用无源晶振的晶体运用到电路中。只有在一些高端产品 如工控类、高速通信类产品比较青睐才使用有源晶振。便产生了以上常见问题。
  石英晶体俗称水晶,成分为二氧化硅,具有“压电效应”和极高的品质因数,应用于各种振荡电路,其频率稳定度一般可以达10-6~10-8数量级,甚至更高。但是它的频率精度受到石英晶体自身所固有的两个特性影响:频率牵引量(TS)和温漂。频率牵引量是描述石英晶体频率精度随着负载电容变化而变化的物理量。单位为ppm/pF。
  温漂是描述石英晶体频率精度随着温度的变化而变化的物理量,为石英晶体所固有的特性,其频率温度曲线与石英晶片的切型和切角有关。从用户使用角度讲,用户没办法改变晶片的切角切型,但很容易改变振荡回流的负载,也正因此原因,客户在使用晶体谐振器时,容易出现负载不匹配造成的频率现象。
  钟振之所以具有高精度和高稳定度,是因为在钟振内部使用了专业振荡IC,已经在未对钟振封装前通过对水晶片上的电极喷银或者刻蚀等方式改变晶片厚度对晶体频率进行微调,从而使振荡电路输出想要的目标频率,避免了因负载不匹配造成的频率漂移,提高了振荡电路的精度。

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