石英晶体振荡器原理.docx

石英晶体振荡器原理石英晶体振荡器是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振。其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。1.晶振概述晶振一般指晶体振荡器。晶体振荡器BAV99-7是指从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片），石英晶体谐振器，简称为石英晶体或晶体、晶振；并添加到包装内部IC形成振荡电路的晶体兀件称为晶体振荡器。其产品一般用金属壳包装，也用玻璃壳包装.陶瓷或塑料包装。2.晶振的工作原理石英晶体振荡器是一种由石英晶体压电效应制成的谐振器件。其基本组成大致如下：从石英晶体上按一定方向角切下薄片，在两个对应面涂上银层作为电极，在每个电极上焊接一根导线，连接到管脚上。此外，封装外壳构成石英晶体谐振器，简称石英晶体或晶体.晶体振动。其产品一般用金属外壳包装，也有玻璃外壳.陶瓷或塑料包装。如果在石英晶体的两个电极上增加一个电场，晶片就会发生机械变形。相反，如果在晶片两侧施加机械压力，就会在晶片的相应方向产生电场，这种物理现象称为压电效应。如果在晶片的两极上增加交变电压，晶片会产生机械振动，晶片的机械振动会产生交变电场。一般来说，晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常小，但当外部交变电压的频率为特定值时,振幅明显增远大于其他频率，称为压电谐振，与LC电路的谐振现象非常相似。其谐振频率与晶片切割方法相似。几何形状.尺寸等相关。晶体不振动时，可视为平板电容器，称为静电电容器C,晶片的大小和几何尺寸与电极面积有关，一般几种皮法到几十种皮法。当晶体振荡时,机械振动的惯性可以与电感L相等。一般L值为几十豪亨到几百豪亨。电容C可以等效晶片的弹性，C值很小，一般只有O.0002-0.1皮法。晶片振动时摩擦造成的损造成的损耗，其值约为100欧元。由于晶片的等效电感很大，而C很小，R也也很小，所以电路的质量因素Q很大，可以达到lOOOFOOOO。此外，晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方法相匹配、几何形状。由石英谐振器组成的振荡电路可以获得高频稳定性。计算机有一个计时电路，尽管一般使用"时钟”这个词来表示这些设备，但它们实际上并不是通常的时钟，称之为计时器可能更合适。计算机计时器通常是一过精密加工的石英晶体，在其张力范围内以一定的频率振荡，这取决于晶体本身的切割和张力。有两个与每个石英晶体相关的寄存器，一个计数器和一个保持寄存器。石英晶体的每次振荡使计数器减少1。当计数器减少到0时，产生一个中断，计数器从保持寄存器中重新安装到初始值。这种方法可以编程一个计时器，每秒中断60次（或以任何其他希望的频率中断）。每次中断都被称为一个时钟滴滴。晶体振荡器可以在电气上等同于一个电容器和一个电阻，然后连接到一个电容器的二端网络。在电工学中，该网络有两个谐振点，其中频率较低，频率较高。由于晶体本身的特性，这两个频率之间的距离相当接近。在这个极窄的频率范围内，晶体振动等效为电感，因此只要晶体振动的两端并联合适的电容，就会形成并联谐振电路。并联谐振电路加入负反馈电路可形成正弦波振荡电路。由于晶振等效电感的频率范围很窄，即使其他元件的参数变化很大，振荡器的频率也不会有很大的变化。晶体振动有一个重要的参数，即负载电容值。如果选择与负载电容值相等的并联电容，晶体振动标称的谐振频率。一般晶体振荡器振荡电路在反相放大器的两端连接到晶体振荡器，然后两个电容器分别连接到晶体振荡器的两端，每个电容器的另一端连接到地面，两个电容器串联的容量值应等于负载电容器,请注意一般IC引脚有等效输入电容,这一点不容忽视:晶体振荡器的容一般为15皮或12.5皮。如果考虑元件引脚的等效输入电容，两个22皮电容构成晶振振荡电路是更好的选择。