tag 标签: 晶体

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  • 2023-11-30 11:00
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    晶体是晶振的基础,晶振则是利用晶体的特性来产生稳定的电信号。晶振被广泛用于计算机、通信设备、钟表等需要高精度时钟信号的设备中。 晶体 晶体是一种固体材料,其原子或分子以高度有序的方式排列形成周期性的结构。在电子设备中,晶体通常指的是石英晶体,它具有稳定的谐振频率特性。这种晶体可以被用于制造晶振。 晶振 晶振是一种电子元件,利用晶体的谐振特性来产生稳定的电信号。晶振通常包括一个晶体以及电路来驱动晶体,使其产生特定频率的振荡。KOAN晶振可分为有源晶振和无源晶振。它们的主要区别在于是否具有内部的驱动电路。 有源晶振 1. 内部激励电路:有源晶振内部集成了激励电路,可以独立地产生振荡信号,无需外部电路提供驱动信号。 2. 独立性:由于有内部的驱动电路,它相对独立运作,可以直接连接到电路中,产生所需的振荡信号。 3. 稳定性和精度:由于内部电路的控制,有源晶振通常具有更高的稳定性和精度,能够提供更准确和稳定的时钟信号。 无源晶振 1. 无内部驱动电路:无源晶振不包含内部的驱动电路,需要外部电路提供激励信号以启动振荡。 2. 依赖外部驱动:它依赖外部电路提供恰当的激励信号,否则无法产生振荡。 3. 外部依赖性:其性能和稳定性受到外部驱动电路的影响,如果外部驱动信号不稳定或不适当,可能会影响振荡的精度和稳定性。
  • 热度 3
    2022-12-26 14:06
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    1. 晶体为什么需要外接电容? ​晶体的负载电容是晶体的一个重要参数。负载电容就是晶振起振的电容,这个负载电容决定着晶体是否可以在产品中正常起作用,外面并联的电容与晶体内部电容值相等,就可以让晶振发出谐振频率了。如下图是一个25MHz晶振的规格参数,其中负载电容的标称值15pF。所以这就要求在电路设计时参数选型时按照15pF的需求去设计。 2. 如何选取正确的负载电容值? 如下是晶体与负载电容以及芯片的连接图,可以看出来晶体是连接了两个负载电容,此处可能会产生两个误解: 一个是晶体标注的负载电容是15pF,则两个电容都需要为15pF。另外一个是两个电容之和要和规格书中的标注的值相同,这些都是不正确的。 从下图可以看出来两个电容是并联关系,晶体的负载电容值的确定除了要考虑两颗电容并联后的结果以外,还要考虑板上的寄生电容的影响,根据经验会按照3-5pF进行补偿计算,实际还是要以测试实际测量输出频率的偏差来进一步调整负载电容的大小,两个负载电容的大小不要求值完全一样。 如下表格是按照寄生电容3pF进行计算的,比如,负载电容要求是15pF时,推荐选择C1和C2分别为24pF,并联后的值时12pF,再加上板上的寄生电容3pF,这样对于晶体来说就是12pF+3pF=15pF,刚好满足晶体规格书中的要求。 以上只是基于理论的计算,具体实际参数的选取还需要考虑一些细节因素,下面进行负载电容调试的介绍。 3. 如何对晶体电路负载电容进行调试? 理想往往和现实是有一定差距的,极少的情况是能够根据理论计算就能把电容的负载电容确定下来,特别是适合批量生产的参数。往往都是要经过反复的调试测试才能最终确定下来。 在实际调试测试过程中用示波器对晶体输出波形进行测量时,如果发现实际输出频率高于标称输出频率值,比如标称值是25MHz、频率精度是±10ppm的晶体,那么实际的输出频率在24999750Hz~25000250Hz范围内都是合格的。 如果实际测量出来的频率值低于误差范围最低值,那么此时通过稍微减小负载电容值可以使晶体输出波形频率升高。同样,如果实际测量出来的频率值高于误差范围最高值,那么加大负载电容可以使晶体输出频率降低。 可能很多人都会遇到这样的问题,特别是在多片板子调试一致性时。比如,在板子1上实际测量晶体输出的波形频率是0ppm的偏差,然后板子2上使用相同参数的负载电容,结果实际测量输出波形的频率有+12ppm的偏差。那么导致这样的偏差是什么原因呢? 如之前所讲,晶体的频率误差是±10ppm,这个是指在理想的条件下的标称精度,晶体由于自身的结构误差会导致的输出频率误差,是代表晶体自身本体的输出精度,也是晶体厂商出厂时能够保证每一片晶体的精度。所以当在调试时,一般可能会很少有人单独对晶体的输出频率误差做测试,一般默认拿到的晶体是合格的,并且可能还默认当前调试用的晶体频偏就是0ppm,然后基于当前晶体进行负载电容的匹配调试,最终将确认的负载电容参数复制到其他板子上,在这个过程中就忽略了晶体本身误差的问题。 比如板子1上使用的晶体实际自身的频偏是-5ppm,然后经过负载电容的匹配调试,将实际量测的结果定在了0ppm,那么如果第二片板子上实际使用的晶体本体是+7ppm的偏差,那么板子1上的负载电容参数使用在板子2上后,很大概率实际测量输出频率会是+12ppm。 如何才能规避这种问题呢? 这就要求研发工程师在调试晶体负载电容时,需要用晶体本体的频偏是0ppm的晶体(也被称为“标金”)进行调试,然后在使用晶体本体频偏为-10ppm,和+10ppm的晶体进行验证,确认不同偏差的晶体,实测结果的偏差是否一致?比如,相同的负载电容参数,在0ppm晶体上测量结果是+1ppm,那么使用-10ppm的晶体时,理想的结果是测量的实际频率误差为-9ppm;+10ppm的晶体时,理想的结果是测量的实际频率误差为+11ppm;而且调试样本数不能低于5片板子,以免焊接原因导致的误判。 除了以上调试时需要注意的事项,如下也是设计中需要注意的: 一定要按晶体厂商所提供的数值选择外部元器件。 负载电容越大,其振荡越稳定,但是会增加起振时间。 应使Cload2值大于Cload1值,这样可使上电时,加快晶振起振。 测量输出波形出现削峰、畸变时,可以通过串联一个几十k到几百k负载电阻解决。 如果要稳定波形,则可以通过并联一个1M到10M的反馈电阻。
  • 热度 7
    2022-11-24 11:10
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    晶体必须连接在某个放大器的反馈回路中 ,以这样或那样的方式。因此,晶体将受到寄生电路和电路板电容的影响,也称为“负载”。一个人无法避免这种“负荷”。 1、晶体在电路中起什么作用? 水晶除了调谐到的频率外,其他频率都被切断了,它只允许电路有足够的整体环路增益以晶振频率振荡。低于谐振频率的晶体大部分是电容性的。在谐振频率以上,它们大多是电感性的。 2、 晶体和振荡器有什么区别? 晶体和振荡器是时钟处理器的两个组件,振荡器配置有缓冲器,这意味着它能够完成高输出驱动任务。晶体只是振荡器的一部分。 3、为什么我们在微控制器中使用电容? 如果输入电压下降,则去耦电容将能够向IC提供足够的功率来保持电压稳定.如果电压升高,去耦电容将能够吸收试图流向IC的多余能量,从而再次保持电压稳定。 4、 为什么我们把晶体放在IC附近? 水晶应该放在尽可能靠近IC的振荡器引脚,连接晶体、电容和IC振荡器引脚的走线应尽可能短而宽(这有助于降低寄生电感和电阻)。 5、微控制器中晶体振荡器的作用是什么? 使用振荡器向微控制器提供时钟.在微控制器或微处理器中,每条指令都与时钟同步执行。它为微控制器中的不同操作提供时序。 6、 把晶振放在微控制器附近是什么原因? 大多数微控制器可以使用晶体振荡器作为时钟源。其他选项包括外部罐装振荡器、谐振器、RC振荡器和内部时钟。晶体振荡器的主要优点是频率精度、稳定性和低功耗。
  • 热度 2
    2022-7-8 11:14
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    石英晶体俗称水晶,成份是SiO2,它不但是较好的光学材料,而且是重要的压电材料。石英晶振在常压下不同温度时,石英晶体的结构是不同的。温度低于573℃时,是a石英晶体;温度在573℃~870℃时,是B石英晶体;温度在870℃~1470℃时,是磷石英,温度达1470℃时,就转变成方石英,它的熔点是1750℃。用于制造压电晶体元件的为a石英晶体,石英晶振。 固体可以分为结晶体(晶体)与非结晶体(非晶体)两大类。晶体中有外形高度对称的单晶体(如石英晶体)和由许多微细晶体组成的多晶体(如各种金属)。石英贴片晶振的主要特性是原子和分子的有规则排列,这种排列反映在宏观上是外形的对称性,而非晶体就不具备这种特性,例如石英玻璃,它的成份与石英晶体一样是SiO2,但不属于晶体。 晶体可以是天然的,也可以由人工培养。晶态物质在适当条件下,能自发地发展成为一个凸多面体形的单晶体。围成这样一个多面体的面称为晶面;晶面的交线称为晶棱;晶棱的会集点称为顶点。发育良好的单晶体,外形上最显著的特征是晶面有规则的配置,属于同一品种的石英晶振晶体,两个对应晶面(或晶棱)间的夹角恒定不变。图1给出了理想石英晶体的外形。石英晶体的晶面共30个,分为五组,六个m面(柱面),六个R面(大棱面),六个r面(小棱面)六个s面(三方双锥面),六个x面(三方偏方面),相邻m面的夹角为60°相邻m面和R面的夹角与相邻m面和r面的夹角都等于38°13,相邻s面与x面的夹角等于25°57。由于外界条件能使某一个或某一组晶面相对地变小或完全隐没,所以实际见到的石英晶体很少如图1所示,就是人造石英晶振,石英晶体振荡器,石英晶体的外形也只是接近理想情况。 (a)右旋石英晶体 (b)左旋石英晶体 图1石英晶体的理想外形 晶体内部结构的规律性,造成了它在外形上的对称性。例如:晶体可以有对称轴、对称中心、对称面等对称元素。 石英晶振 晶体存在一个三次对称轴(或三次轴即晶体绕该轴旋360°3后能够复原)和三个互成120°的二次轴,如图2中的a、b、d轴 图2石英晶体的对称轴和直角坐标系 在结晶学中,晶体的内部结构可以概括为是由一些“点子”在空间有规则地作周期的无限分布:“点子”代表原子、离子、分子或其集团的重心。这些“点子”的总体称为点阵,构成石英晶振,有源晶振,石英晶体的是二氧化硅分子,而二氧化硅分子的重心又正好与硅离子重合,因此硅离子的点阵就可以反映出石英晶体的内部结构。石英晶体的各层硅离子若按右手螺旋规则分布,则称为右旋石英晶体;若按左手螺旋规则分布,称为左旋石英晶体。从外形上看,右旋石英晶体的s面在R面的右下方或m面的左上方,左旋石英晶体的s面在R面的左下方或m面的右上方(见图1),它们互为镜象对称。 石英晶振晶体物理性质的各向异性和晶体外形的对称性有关,因此讨论石英晶体的物理性质时,采用为图2所示的直角坐标系较为方便。选c轴为z轴,a(或b、d)轴为x轴,与x轴、z轴垂直的轴为y轴。其指向按1949年IRE标准规定对左、右旋石英晶体均采用右手直角坐标系。
  • 热度 4
    2022-4-8 12:06
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    晶振的简单介绍和工作原理一览
    晶振是什么? 晶振是石英晶体谐振器(quartzcrystal oscillator)的简称,也称有源晶振,它能够产生中央处理器(CPU)执行指令所必须的时钟频率信号,CPU一切指令的执行都是建立在这个基础上的,时钟信号频率越高,通常CPU的运行速度也就越快。 只要是包含CPU的电子产品,都至少包含一个时钟源,就算外面看不到实际的振荡电路,也是在芯片内部被集成,它被称为电路系统的心脏。 晶振的工作原理: 石英晶体振荡器是利用石英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,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。 若在石英晶体的两个电极上加一电场,晶片就会产生机械变形。反之,若在晶片的两侧施加机械压力,则在晶片相应的方向上将产生电场,这种物理现象称为压电效应。 如果在晶片的两极上加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时晶片的机械振动又会产生交变电场。 在一般情况下,晶片机械振动的振幅和交变电场的振幅非常微小,但当外加交变电压的频率为某一特定值时,振幅明显加大,比其他频率下的振幅大得多,这种现象称为压电谐振,它与LC回路的谐振现象十分相似。它的谐振频率与晶片的切割方式、几何形状、尺寸等有关。 当晶体不振动时,可把它看成一个平板电容器称为静电电容C,它的大小与晶片的几何尺寸、电极面积有关,一般约几个皮法到几十皮法。当晶体振荡时,机械振动的惯性可用电感L来等效。 一般L的值为几十豪亨到几百豪亨。晶片的弹性可用电容C来等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1皮法。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效,它的数值约为100欧。 由于晶片的等效电感很大,而C很小,R也小,因此回路的品质因数Q很大,可达1000~10000。加上晶片本身的谐振频率基本上只与晶片的切割方式、几何形状、尺寸有关,而且可以做得精确,因此利用石英谐振器组成的振荡电路可获得很高的频率稳定度。 计算机都有个计时电路,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意义的时钟,把它们称为计时器可能更恰当一点。 计算机的计时器通常是一个精密加工过的石英晶体,石英晶体在其张力限度内以一定的频率振荡,这种频率取决于晶体本身如何切割及其受到张力的大小。有两个寄存器与每个石英晶体相关联,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1。当计数器减为0时,产生一个中断,计数器从保持寄存器中重新装入初始值。这种方法使得对一个计时器进行编程,令其每秒产生60次中断(或者以任何其它希望的频率产生中断)成为可能。每次中断称为一个时钟嘀嗒。 晶振在电气上可以等效成一个电容和一个电阻并联再串联一个电容的二端网络,电工学上这个网络有两个谐振点,以频率的高低分其中较低的频率为串联谐振,较高的频率为并联谐振。 由于晶体自身的特性致使这两个频率的距离相当的接近,在这个极窄的频率范围内,晶振等效为一个电感,所以只要晶振的两端并联上合适的电容它就会组成并联谐振电路。 这个并联谐振电路加到一个负反馈电路中就可以构成正弦波振荡电路,由于晶振等效为电感的频率范围很窄,所以即使其他元件的参数变化很大,这个振荡器的频率也不会有很大的变化。 晶振有一个重要的参数,那就是负载电容值,选择与负载电容值相等的并联电容,就可以得到晶振标称的谐振频率。 一般的晶振振荡电路都是在一个反相放大器的两端接入晶振,再有两个电容分别接到晶振的两端,每个电容的另一端再接到地,这两个电容串联的容量值就应该等于负载电容,请注意一般IC的引脚都有等效输入电容,这个不能忽略。 一般的晶振的负载电容为15皮或12.5皮,如果再考虑元件引脚的等效输入电容,则两个22皮的电容构成晶振的振荡电路就是比较好的选择。 结语: 芯岭技术 有着浙江蓝晶芯微公司的代理销售权, 蓝晶芯微专注于石英晶体的制造,“晶一”求精不断推进产品向微型化、功能化、高精度方向发展,以满足智能手机、便携电脑、智慧家庭和汽车电子等高端市场的需求。 我司主要 从事芯片代理、方案开发、物联网产品研发、生产、销售,同时为众多企业提供物联网应用解决方案服务。
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    采用BFG540WX晶体管的400MHz驱动放大器PhilipsSemiconductorsB.V.Gerstweg2,6534AENijmegen,TheNetherlandsReportnr.AuthorDateDepartment:RNR-T45-97-B-0920:T.F.Buss:20-11-97:P.G.Transistors&Diodes,Development400MHzLOWNOISEAMPLIFIERWITHTHEBFG540W/XAbstract:ThisapplicationnotecontainsanexampleofaLowNoiseAmplifierwiththeBFG540W/XRF-transistor.TheLNAisdesignedforafrequencyf=400MHz,VSUP=3.0V,ISUP~7.5mA.Measuredperformanceatf=400MHz:NoiseFigureNF~1.0dB,rf-GainS21~15.5dB,Input_IP3~2dBmApplications:LNAfora400MHzCDMAsystem(Chinesemarket).AppendixI:400MHzLNAcircuitAppendixII:Printlayoutandlistofusedcomponents&materialsAppendixIII:Resultsofsimulationsandmeasurements1PhilipsSemiconductorsB.V.Introduction:WithPhilipssiliconwide……
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    时间: 2020-1-13 19:05
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    采用BLV904晶体管、适用于935MHz至960MHz的5WAB级放大器APPLICATIONNOTE5WClass-ABAmplifierwiththeBLV904for935960MHzAN98019PhilipsSemiconductors5WClass-ABAmplierwiththeBLV904for935960MHzINTRODUCTIONApplicationNoteAN98019Thisapplicationnotecontainsinformationona5Wclass-ABamplifierbasedontheSMDtransistorBLV904.TheamplifierdescribedcanbeusedfordriverstagesincellularradiobasestationsintheGSMband935960MHz.Thenextchapterscontaininformationonthetransistor,theamplifierconstructionandthetypicalRFperformanceobtained.TRANSISTORBACKGROUNDTheBLV904isanNPNbipolarRFpowertransistorinan8-leadSMDpackagecalledSOT409.ThepackagecontainsanAluminiumNitride(AIN)substratetoenhanceitsthermalperformance.Thebottomsurfaceisfullymetallizedtoena……