石英晶体的压电谐振现象可以用等效电路来模拟。等效电路包括静态电容C0,动态电容C1,谐振电阻R1,以及动态电感L1。
晶体Q值的公式如下:
其中f为频率,L1为等效电感,R1为等效电阻(表征能耗)。R1与Q值成反比。由此可见,每周期损失的能量越低,晶振的频率稳定度也就越高,对应的Q值也就越高。
KOAN晶振实测数据为例:KX32 Q值在50k左右.
当晶体放入振荡电路中,电路的损耗会降低Q值,这时的Q值被叫做“在线Q值”。高Q值的晶体,如果负载电容若选择不合适,在线Q值也会下降。
负载电容决定晶体频率的制造公差△f。在选购晶体时,首先要确认单片机或者其它器件的规格书内对晶振的负载电容是否有要求。如果对负载电容的要求比较泛泛,则需要做以下的权衡考虑:
负载电容大 | 负载电容小 |
---|---|
在线Q值高 ↓ 老化率低 ↓ 频率微调范围小 ↓ 振荡器难达到标准频率 | 在线Q值低 ↓ 频率微调范围大 ↓ 容易调整频率 ↓ 频率准确度差 |
作者: koan-xtal, 来源:面包板社区
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