石英晶體在設備中用作時間或者頻率的基準源。石英晶體諧振器可以當做一個機械振動系統(tǒng)。機械振動系統(tǒng)和電路是“等效”的。
機械振動
如上圖,質(zhì)量-彈簧-阻尼元件可依次對應電感-電容-電阻。另外,驅動力對應電壓;質(zhì)量的位移對應電容上的電荷;速度對應電流。
晶體的振蕩能力(Spring)相當于串聯(lián)電容C1;
振動質(zhì)量(Mass)相當于串聯(lián)動態(tài)電感L1;
機械損耗(Dashpot)相當于諧振電阻R1。
等效電路
C1: 動態(tài)電容由石英的硬度,電極面積,以及晶片的厚度和形狀決定的。C1與晶片電極面積(晶體體積)和頻率成正比。
L1:晶體的動態(tài)電感由石英的機械質(zhì)量決定,與晶振的頻率大小成反比:厚且大的石英晶片震動頻率低;薄而小的晶片震動頻率高。
R1:該電阻表示晶體在固有諧振頻率下的等效阻抗,與Q值成反比。《石英晶體的品質(zhì)因數(shù)Q值》
C0:晶體兩引腳之間的電容為靜態(tài)電容C0。以水晶為介質(zhì),由兩個金屬電極形成的電容,和晶片電極面積(或晶體體積)大小和頻率大小正比。
FL,DLD2,F(xiàn)R,TS…更多參數(shù)解讀:《一篇文章讀懂KOAN晶振測試報告》
常見問題
無源和有源晶振的區(qū)別
無源晶振內(nèi)部沒有獨立起振電路,需要外部電路配合;有源晶振不受外部電路影響,內(nèi)部有獨立起振芯片。更多:《無源和有源晶振的區(qū)別和辨別方法》
無源晶振的電容匹配
無源晶振的穩(wěn)定度很大程度取決于用戶對外部電路的匹配。更多:《無源晶振的電容匹配》
晶振的封裝尺寸
晶振的封裝分為SMD貼片晶振和DIP插件晶振。晶振的封裝尺寸朝著小型化發(fā)展。更多:《常見晶振的封裝尺寸》《32.768khz晶振的規(guī)格尺寸》
晶振常見波形
KOAN晶振的輸出波形普遍分為方波和正弦波兩類,方波有非差分和差分的選擇。更多:《晶振波形是什么?正弦波還是方波?》
編輯:黃飛
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有源晶振
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振動系統(tǒng)
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原文標題:晶振電路原理--機械振動&等效電路
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