通信系統(tǒng)的頻率發(fā)生器中的晶振是石英晶振,我們的設(shè)計師利用石英晶體的壓電效應(yīng)制成諧振組件,這樣就形成了具有高精度、高穩(wěn)定度的振蕩器。石英晶振的出現(xiàn)直接取代了LC 選頻電路,被廣泛應(yīng)用于各類電子產(chǎn)品中。
石英諧振器能形成一個振蕩脈沖,在系統(tǒng)工作的時候為數(shù)據(jù)處理設(shè)備提供一個穩(wěn)定頻率的時鐘信號。石英晶振的頻率穩(wěn)定性與以下方面有關(guān):激勵電平、負載電容。
激勵電平有大小之分,一般來講偏小的激勵電平對長穩(wěn)有利,激勵電平太大的時候石英片振動變強,這樣會導(dǎo)致振動區(qū)域溫度升高,從而導(dǎo)致頻率的穩(wěn)定度降低。激勵電平過大會使等效電阻增加,容易激起寄生振動,由于機械形變超過彈性限度而引起性的晶格位移,使頻率產(chǎn)生性的變化,甚至有時會把石英片振壞。
激勵電平的大小直接影響石英諧振器的性能,一般取70 -100uA 為佳,用激勵功率表示時,一般取1 -100uW 為佳。電路設(shè)計者一定要嚴(yán)格控制石英諧振器在規(guī)定的激勵電平下工作,以便充分發(fā)揮石英諧振器的特點。
作為電感組件的石英諧振器在振蕩電路可以通過調(diào)整負載電容將振蕩電路的工作頻率調(diào)整到標(biāo)稱值,所以負載電容的選用一定要要合理。
什么是負載電容呢?石英晶振元件兩腳向振蕩電路方向加持的所有有效電容,就是石英晶振從該振蕩電路獲得的負載電容。電路的其它組件均可等效為一個負載電容與石英諧振器的等效參數(shù)及頻率穩(wěn)定度帶來影響。
電容的大小和雜散電容的影響成反比,電容大的時候微調(diào)率下降,雜散電容的影響減;容值太小的時候微調(diào)率會增加,雜散電容影響和負載諧振電阻增加,甚至?xí)䦟?dǎo)致起振困難。負載電容同石英晶振共同決定電路的工作頻率。