该系列产品可在很宽温度范围内保持稳定.该陶瓷晶振尺寸小,重量轻,并具有卓越的抗振性能.利用它们可实现免调整振荡器电路的设计.该系列价格适中且货源稳定.使用陶瓷晶振,客户可实现批量生产.与CR,LC电路不同,陶瓷振荡子利用的是机械谐振而不是电谐振.这意味着它基本上不受外部电路或电源电压波动的影响.从而可以制作成无需调整的高度稳定的振荡电路.
该系列产品可在很宽温度范围内保持稳定.该陶瓷晶振尺寸小,重量轻,并具有卓越的抗振性能.利用它们可实现免调整振荡器电路的设计.该系列价格适中且货源稳定.使用陶瓷晶振,客户可实现批量生产.与CR,LC电路不同,陶瓷振荡子利用的是机械谐振而不是电谐振.这意味着它基本上不受外部电路或电源电压波动的影响.从而可以制作成无需调整的高度稳定的振荡电路.
该系列产品可在很宽温度范围内保持稳定.该陶瓷晶振尺寸小,重量轻,并具有卓越的抗振性能.利用它们可实现免调整振荡器电路的设计.该系列价格适中且货源稳定.使用陶瓷晶振,客户可实现批量生产.与CR,LC电路不同,陶瓷振荡子利用的是机械谐振而不是电谐振.这意味着它基本上不受外部电路或电源电压波动的影响.从而可以制作成无需调整的高度稳定的振荡电路.
插件陶瓷特点振荡电路不需外部负载电容器.对应不同IC,有不同的内藏电容值 (除ZTA/ZTT系列).该系列产品可在很宽温度范围内保持稳定.该陶瓷晶振尺寸小,重量轻,并具有卓越的抗振性能.利用它们可实现免调整振荡器电路的设计.该系列价格适中且货源稳定.
插件陶瓷特点振荡电路不需外部负载电容器.对应不同IC,有不同的内藏电容值 (除ZTA/ZTT系列).该系列产品可在很宽温度范围内保持稳定.该陶瓷晶振尺寸小,重量轻,并具有卓越的抗振性能.利用它们可实现免调整振荡器电路的设计.该系列价格适中且货源稳定.
Fox Quartz Crystal设计与制作,美国FOX公司是一家超级注重于品质的元器件供应商,为了好的品质不惜一切代价在一个小细节上面死磕,只为了让用户好的体验,凭借着精湛的工艺,卓越的性能,过硬的品质使得其在行业之中得到无数的称赞,随着不断增长的需求,福克斯公司意识到新的机会来临,便利用长期积累的经验,针对新的需求开发高质量低成本的石英晶振,产品具有轻薄小低功耗低损耗的特点,比较适合用于网络设备,智能产品,电子数码等领域.
晶体仅在最终应用中提供频率选择元件。有外部并且需要增益级来实现最终所需的时钟信号。这个晶体频率范围通常被认为小于160MHz。这个频率以上的晶体需要复杂的电路设计,调谐困难,需要专门的高频晶体。
需要提供CMOS或BJT增益级,有许多可接受的配置。这个该级的输入和输出阻抗会影响电路Q。放大器噪声水平会影响这两者相位噪声和抖动。该级如何在有源增益区偏置对振荡器至关重要启动。此外,该阶段的带宽会影响启动特性。如果振荡器电路为了在泛音上操作晶体,放大器中需要一个频率选择装置电路,以确保电路在所需的晶体泛音处仅具有所需的增益和相移。
振荡器电路在晶体谐振时产生交流电流。此交流电流或驱动器液位必须低于临界值,否则晶体可能会损坏。过大的电流会导致晶体运动超过弹性极限而断裂。XY切割(音叉)32.768KHz手表晶体必须限制在约5µA或更小,否则晶体的尖端将断裂。
>1MHz的SMD无源晶体通常是AT切割晶体。这些设备可以容忍较宽的驱动器级别范围在达到毫瓦驱动水平之前,不会发生断裂。增加的老化可能发生在更高的µW驱动范围。过度驱动晶体会激发不想要的振动模式。这些可以导致在不同的狭窄温度范围内出现严重的频率跳跃。
在大多数情况下,晶体在无功负载下运行。这样可以调整最终最终应用中的频率。这通常需要校正频率变化与水晶的时间。CLOAD值决定了频率与负载电容的灵敏度。AT切割晶体对于低值可以具有30ppm/pF的灵敏度。使用更高的负载值电容降低了灵敏度,但增加了振荡启动的难度。CLOAD温度特性可以改变振荡器的频率对温度的响应。
晶体的频率响应由晶体穿过原子的切口决定石英晶体的平面。这导致了稳定且可重复的温度响应。这个曲线图显示了AT切割晶体的不同切割的频率-温度响应。每个曲线有2分钟的弧度不同。
每条曲线是通过石英晶体的原子平面的切割的2分钟弧的变化。
晶体有许多参数需要指定,以确保接收到符合最终应用程序要求。
•频率
•校准,设定点为25°C
•CLOAD
•稳定性,频率与25°C温度的关系
•工作温度范围
•Cl的最大ESR,晶体谐振电阻
•C0范围,引脚间电容
•LMOTIONAL或CMOTIONAL,设置晶体的拉出能力
•驱动级别
•频率和电阻的驱动电平依赖性(DLD)
•老化
•绝缘电阻
还有其他规范,如每°C允许的最大频率变化,或平滑曲线允许的最大响应(扰动控制)。
进货检验或测试需要专用设备:
•晶体阻抗计(CI计)
•具有特殊测试夹具和软件的网络分析仪
电路板布局对于实现最佳性能至关重要。以下是一些注意事项:
•导线长度必须尽可能短。
•晶体引线阻抗高,对噪声非常敏感。
•电容器和晶体封装的接地节点不得涉及循环噪声源的电流。
•如果引线上的泄漏路径低于500K欧姆,这可能会影响振荡器的启动并且还将使频率偏移多达几个ppm。
康纳温菲尔德石英晶体振荡器介绍,优秀的Connor-winfield晶振公司凭借其50多年的历史以及丰富的生产经验和技术服务,不断的更新创造更具有价值的频率控制产品。并通过自身的不懈的努力,打磨优质的产品,产品具有高精度,高频率,高性能,小体积,高温度,低抖动等特点,产品包含温补晶振,压控晶振,石英晶体振荡器等产品。尽管引及了竞争性谐振器技术,但与目前可用的任何其它频率控制技术相比,基于石英的振荡器在长期和短期稳定性精度以及低抖动和低相位噪声信号生成方面继续提供最高水平的性能。
大多数IC带有内置有源晶体振荡器电路采用Gated-Pierce设计,其中振荡器是围绕单个CMOS反相门构建的。对于振荡器的应用这通常是一个单一的反相包括一个P通道和一个N通道的级增强型MOSFET,更常见在数字世界中,作为一个无缓冲逆变器(见图。1) 。可以使用缓冲逆变器(通常包括三个串联的P-N MOSFET对),但是数千的相关收益将导致可能不太稳定的成品振荡器。
一个实用的振荡器电路如图2所示包括所述未缓冲反相器、两个电容器,两个电阻器和石英晶体。了解如何该振荡器工作CMOS反相门必须被视为具有增益、相位和传播延迟约束,而不是作为逻辑设备使用1和0。康纳温菲尔德石英晶体振荡器介绍
图3显示了直流传输特性(Vin与。Vout)和未缓冲的DC偏置点线HCMOS逆变器74HCU04。在3.3V和1M? 对于Rf,逆变器将与其输入和输出一起放置电压约为1.65V。这种逆变器现在被认为是在其线性区域中被偏置。输入的微小变化电压将被增益放大,并显示为输出电压的变化较大。
图4显示了一组典型的开环增益曲线相同的74HCU04。在3.3V时,逆变器的增益为20(26 dBV)从DC到2MHz,具有3dB衰减频率为8.5MHz,并且看起来仍然具有增益超过100MHz。
为了将这种偏置反相门用作振荡器,它必须具有足够的增益克服了反馈网络的损耗(图中的C1、C2、Rlim和石英晶体。2) ,振荡频率下的负电阻足以超过晶体等效串联电阻,以及整个电路周围的相移360度。人们很容易想到这种74HCU04逆变器可以用来制造工作频率超过100MHz的振荡器,因为它在3.3V时有足够的增益,但实际上由于各种振荡器环路周围的相移。
该电路的分析很难概括,因为它非常依赖于家族所使用的CMOS门以及该特定CMOS家族的内部构造。全部的CMOS反相门具有输入电容、输出电容和输出“电阻”和传播延迟,所有这些都会影响C1、C2和Rlim的选择如图2所示,并最终确定OSC晶振的较高工作频率。选择偏置电阻器Rf通常在1M之间? 和10M?, 降低一个值将有效出现在水晶上,并可能导致水晶在杂散或泛音频率。康纳温菲尔德石英晶体振荡器介绍.
考虑一个ESR为15的20MHz晶体?, 3pF的C0,需要负载电容为20pF,晶体功耗约为100µW。
从20pF的期望负载电容开始,这可以近似为C1+栅极输入电容(1至5pF是典型值)与C2串联。C1的比率至C2将影响增益和晶体功率耗散。一个好的起点是C1≈C2。为了增加环路增益(并降低晶体功耗),使C1<C2。这对于负载电容为20pF,栅极具有~3pF的输入电容。
本应用笔记主要介绍了将32.768K晶振连接到实时时钟(RTC)的晶体选择和布局技术.它还提供有关振荡器电路设计标准,系统设计和制造问题的信息.振荡器是皮尔斯型振荡器的CMOS反相器变体.图1显示了一般配置.这些RTC包括集成负载电容(CL1和CL2)和偏置电阻.皮尔斯振荡器利用以并联谐振模式工作的晶体.并联谐振模式中使用的晶体被指定为具有特定负载电容的特定频率.
石英晶体振荡器的输出频率可以是基波谐振频率,也可以是该谐振频率的倍数,称为谐波频率.谐波是基频的精确整数倍.但是,像许多其他机械谐振器一样,晶体表现出几种振荡模式,通常是基频的奇整数倍.这些被称为"泛音模式",振荡器电路可以用来激励它们.泛音模式的频率近似,但不是基模频率的奇整数倍,因此泛音频率不是基模的精确谐波.
为了石英晶体振荡器的设计和工程成功,设计工程师必须首先了解石英晶振.晶体作为振荡器电路中的最高Q分量,对电路的影响最大.因此,正确指定晶体对于设计良好的振荡器至关重要.这个迷你引物将涵盖石英晶体中一些最容易被误解的参数.图1显示了晶体谐振器的等效电路.
这些石英晶体振荡器非常稳定,具有良好的品质因数,尺寸小,非常经济.因此,与诸如LC电路,转向叉等的其他谐振器相比,石英晶体振荡器电路是优越的.通常,8MHz晶体振荡器用于微处理器和微控制器.等效电路也代表晶体的晶体作用.电路中使用的基本元件,电感L1代表晶体质量,电容C1代表柔量,电阻R1代表晶体的内部结构摩擦,C0代表晶体机械成型所形成的电容.
到2022年,全球晶体振荡器市场规模估计将达到32亿美元,从2016年到2022年的复合年增长率为5.8%.晶体振荡器电路是一种谐振装置,它使用压电石英晶体谐振器通过机械振动产生精确频率的电脉冲.由于晶体振荡器的优点,例如将机械振动转换成电脉冲,反之亦然,在这些晶体中使用压电材料.这些优点拓宽了晶体振荡器的应用领域.晶体振荡器是一种电子振荡器/频率振荡器,可产生一定频率的振荡.这些晶体用于数字设备,例如集成电路,无线电发射器和手表,以产生时钟信号.
石英晶体振荡器中的抖动顾名思义,RJ(随机抖动)指的是不可预测的抖动元素,可以基于器件本身的固有特性或由于热噪声等的影响而自然诱发.随着时间的推移,RJ特征越来越广.参考信号源的实际抖动是由用作参考时钟源的振荡器引起的对RJ有贡献的元素.在其他系统中,DJ归因于电路板PSU噪声,串扰和电缆设计的影响导致频带不足,而RJ归因于专用集成电路噪声.系统设计者的任务是改进专用集成电路设计或改变电路板布局和组件,以减少TJ.市场上振荡器(参考信号源)的[结构和特性]从以上部分可以看出,保持信号质量需要选择不受噪声或抖动影响的参考时钟源.接下来,我们回顾目前市场上振荡器的结构(类型)和特性.