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  • 热度 4
    2016-1-27 10:31
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    尽管 石英晶体振荡器 的应用已有几十年的历史,但因其具有 频率稳定度 高这一特点,故在电子技术领域中一直占有重要的地位。尤其是信息技术(IT)产业的高速发展,更使这种 晶体振荡器 焕发出勃勃生机。石英晶体振荡器在远程通信、 卫星通信 、移动电话系统、 全球定位系统 (GPS)、导航、遥控、航空航天、高速计算机、精密计测仪器及消费类民用电子产品中,作为 标准频率 源或脉冲信号源,提供频率基准,是其它类型的振荡器所不能替代的。小型化、片式化、低噪声化、频率高精度化与高稳定度及高频化,是移动电话和天线 寻呼机 为代表的便携式产品对石英晶体振荡器提出的要求。事实上石英晶体振荡器在发展过程中,也面临像频率发生器这类电路的潜在威胁和挑战。此类振荡器只有在技术上不断创新,才能延长其寿命周期,在竞争中占有优势。 振荡模式 石英晶体提供了两种共振模式,由 C1 与 L1 构成的串联共振,与由 C0、C1 与 L1 构成的 并联 共振。 对于一般的 MHz 级石英晶体而言,串联共振频率一般会比并联共振频率低若干 KHz。 频率在 30 MHz 以下的石英晶体,通常工作时的频率处于串联共振频率与并联 共振频率 之间,此时石英晶体呈现电感性阻抗。因为,外部电路上的电容会把电路的振荡频率拉低一些。在设计石英晶体 振荡电路 时,也应令电路上的 杂散电容 与外加电容合计値与晶体厂商使用的 负载电容 值相同,振荡频率才会准确符合厂商的规格。 频率在 30 MHz 以上(到 200 MHz)的石英晶体,通常工作于串联共振模式,工作时的阻抗处于最低点,相当于 Rs 。 此种晶体通常标示串联电阻( 100 Ω )而非 并联 负载电容。 为了达到高的振荡频率,石英晶体会振荡在它的一个 谐波 频率上,此谐波频率是 基频 的整数倍。 只使用奇数次谐波,例如 3 倍、 5 倍、与 7 倍的 泛音 晶体。 要达到所要的振荡频率, 振荡电路 上会加入额外的电容器与电感器,以选择出所需的频率。 工作原理 石英晶体振荡器 分非 温度补偿 式 晶体振荡器 、温度补偿晶体振荡器( TCXO )、电压控制晶体振荡器( VCXO )、恒温控制式晶体振荡器( OCXO )和数字化/μp补偿式晶体振荡器(DCXO/MCXO)等几种类型。其中,无温度补偿式晶体振荡器是最简单的一种,在 日本工业 标准( JIS )中,称其为标准封装晶体振荡器(SPXO)。现以SPXO为例,简要介绍一下石英晶体振荡器的结构与工作原理。 石英晶体,有天然的也有人造的,是一种重要的 压电晶体 材料。石英晶体本身并非振荡器,它只有借 示意图 助于有源激励和无源电抗网络方可产生振荡。SPXO主要是由 品质因数 (Q)很高的 晶体谐振器 (即晶体振子)与反馈式 振荡电路 组成的。石英晶体振子是振荡器中的重要元件,晶体的频率( 基频 或n次 谐波 频率)及其温度特性在很大程度上取决于其切割取向。 石英晶体谐振器 的基本结构、(金属壳)封装及其 等效电路 如图1所示。 只要在晶体振子板极上施加 交变电压 ,就会使晶片产生机械 变形振动 ,此现象即所谓 逆压电效应 。当外加电压频率等于晶体谐振器的 固有频率 时,就会发生 压电谐振 ,从而导致机械变形的振幅突然增大。在图1(c)所示的 晶体谐振器 的等效电路中,Co为晶片 (a)石英晶体振子的结构 (b)金属壳封装示图(c)等效电路 与金属板之间的静电电容;L、C为压电谐振的等效参量;R为振动磨擦损耗的 等效电阻 。 石英晶体谐振器 存在一个串联 谐振频率 fos(1/2π),同时也存在一个 并联 谐振频率fop(1/2π)。由于Co?C,fop与fos之间之差值很小,并且R?ωOL,R?1/ωOC,所以 谐振电路 的 品质因数 Q非常高(可达数百万),从而使石英晶体谐振器组成的振荡器 频率稳定度 十分高,可达10-12/日。 石英晶体振荡器 的振荡频率既可近似工作于fos处,也可工作在fop附近,因此石英晶体振荡器可分串联型和并联型两种。用石英晶体谐振器及其 等效电路 ,取代LC振荡器中构成 谐振 回路的电感(L)和电容(C)元件,则很容易理解 晶体振荡器 的工作原理。 SPXO的总精度(包括起始精度和随温度、电压及负载产生的变化)可以达到±25ppm。SPXO既无 温度补偿 也无温度控制措施,其频率温度特性几乎完全由石英晶体振子的频率温度特性所决定。在0~70℃范围内,SPXO的 频率稳定度 通常为20~1000ppm,SPXO可以用作钟频振荡器。 温度补偿晶体振荡器 TCXO 是通过附加的 温度补偿 电路使由周围温度变化产生的振荡频率变化量削减的一种石英晶体振荡器。 1TCXO的温度补偿方式 CXO,对石英晶体振子频率 温度漂移 的补偿方法主要有直接补偿和间接补偿两种类型: (1)直接补偿型 直接补偿型TCXO是由 热敏电阻 和阻容元件组成的温度补偿电路,在振荡器中与石英晶体振子串联而成的。在温度变化时,热敏电阻的阻值和晶体等效串联电容容值相应变化,从而抵消或削减振荡频率的温度漂移。该补偿方式电路简单,成本较低,节省印制电路板(PCB)尺寸和空间,适用于小型和低压小电 石英晶振 流场合。但当要求晶体振荡器精度小于±1pmm时,直接补偿方式并不适宜。 (2)间接补偿型 间接补偿型又分模拟式和数字式两种类型。模拟式间接 温度补偿 是利用 热敏电阻 等温度传感元件组成温度-电压变换电路,并将该电压施加到一支与晶体振子相串接的 变容二极管 上,通过晶体振子串联电容量的变化,对晶体振子的非线性 频率漂移 进行补偿。该补偿方式能实现±0.5ppm的高精度,但在3V以下的低电压情况下受到限制。数字化间接温度补偿是在模拟式补偿电路中的温度—电压变换电路之后再加一级模/数( A/D )变换器,将 模拟量 转换成数字量。该法可实现自动温度补偿,使 晶体振荡器 频率稳定度 非常高,但具体的补偿电路比较复杂,成本也较高,只适用于基地站和广播电台等要求高精度化的情况。 2.TCXO发展现状 TCXO 在近十几年中得到长足发展,其中在精密TCXO的研究开发与生产方面,日本居领先和主宰地位。在70年代末汽车电话用TCXO的体积达20?以上,主流产品降至0.4?,超小型化的TCXO器件体积仅为0.27?。在30年中,TCXO的体积缩小了50余倍乃至100倍。日本京陶瓷公司采用回流焊接方法生产的表面贴装TCXO厚度由4mm降至2mm,在振荡启动4ms后即可达到额定振荡幅度的90%。金石(KSS)集团生产的TCXO频率范围为2~80MHz,温度从-10℃到60℃变化时的稳定度为±1ppm或±2ppm;数字式 TCXO 的频率覆盖范围为0.2~90MHz, 频率稳定度 为±0.1ppm(-30℃~+85℃)。日本东泽通信机生产的TCO-935/937型片式直接温补型TCXO,频率温度特性(点频15.36MHz)为±1ppm/-20~+70℃,在5V±5%的电源电压下的频率电压特性为±0.3ppm,输出正弦波波形( 幅值 为1VPP),电流损耗不足2mA,体积1,重量仅为1g。PiezoTechnology生产的X3080型TCXO采用表面贴装和穿孔两种封装,正弦波或逻辑输出,在-55℃~85℃范围内能达到±0.25~±1ppm的精度。国内的产品水平也较高,如北京瑞华欣科技开发有限公司推出的 TCXO (32~40MHz)在室温下精度优于±1ppm,第一年的频率老化率为±1ppm,频率(机械)微调≥±3ppm,电源功耗≤120mw。前高稳定度的TCXO器件,精度可达±0.05ppm。 高精度、低功耗和小型化,仍然是TCXO的研究课题。在小型化与片式化方面,面临不少困难,其中主要的有两点:一是小型化会使石英晶体振子的频率可变幅度变小, 温度补偿 更加困难;二是片式封装后在其回流焊接作业中,由于焊接温度远高于TCXO的最大允许温度,会使晶体振子的频率发生变化,若不采限局部散热降温措施,难以将TCXO的频率变化量控制在±0.5×10-6以下。但是,TCXO的技术水平的提高并没进入到极限,创新的内容和潜力仍较大。 3.TCXO的应用 石英晶体振荡器的发展及其在无线系统中的应用 (a) (b) 图2移动通信机电路框图及其 TCXO 外观 由于TCXO具有较高的 频率稳定度 ,而且体积小,在小电流下能够快速启动,其应用领域重点扩展到移动通信系统。 图2(a)为移动通信机 射频 (RF) 电路框图 。TCXO作为基准振荡器为发送信道提供频率基准,同时作为接收通道的第一级 本机振荡器 ;另一只TCXO作为第2级本机振荡器,将其振荡信号输入到第2变频器。移动电话要求的频率稳定度为0.1~2.5ppm(-30~+75℃),但出于成本上的考虑,通常选用的规格为1.5~2.5ppm。移动电话用12~20MHz的 TCXO 代表性产品之一是VC-TCXO-201C1,采用直接补偿方式,外观如图2(b)所示,由日本金石(KSS)公司生产
  • 热度 3
    2016-1-22 14:17
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    回火炉注意事项与维护 1,回火炉炉膛温度不得超过650℃。 2,进入部分不收取高于上篮子更高。 3,严禁潮湿零件和配件油回火炉。 4,通电加热是不允许继续当风扇停止或出现不同的声音。 5,每月一次来清洁炉回火炉,除去氧化物及其它污染物。 6,不准回火炉烤箱温度高于400℃,当你打开盖子剧烈降温。 7,每月检查接触夹紧螺栓上的情况,并及时清除皮肤,以避免接触不良。 8,按月和热电偶温度计来检查校准。 9,按月回火炉盖升降机构,风扇轴承等润滑。
  • 热度 3
    2015-6-30 10:50
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    总结 如您所见,在考虑到成本、简便性和容差时,每种方法都有利有弊。下表总结出每种方法的不同方面。有关更深入的技术细节,可以查看表格下方的链接。 # 方法 所需设备 优点 缺点 注意 1 直接测量 打开封装的设备,   红外摄像机 精度 高成本 测量结温 T J 2 T C_TOP  测量 红外摄像机 易于测量 高成本 壳温 T C_TOP  测量 3 T P   测量 热式记录仪 容易   测量 依赖附着点的较大差异 PCB 温度 T P  测量 4 V TS  测量 电压表 简单且成本较低的测量 要求T HVIC 与 T J  之间的关联性 上面 #1~3 种方法可用于校正 T J  若要查找更多关于 SPM ®  7 系列额定功率产品: 请访问: https://info.fairchildsemi.com/FY15M04-FCS_Blog_1-Estimating_Junction_Temperature_for_SPM7_Module-Motor_Control_Product_Page.html 若要分析并仿真电机驱动应用中的智能功率模块,请访问: https://info.fairchildsemi.com/FY15M04-FCS_Blog_3-Estimating_Junction_Temperature_for_SPM7_Module-Motion_Control_Design_Tool.html 若要查看应用指南: “Motion SPM ® 7 系列用户指南” https://info.fairchildsemi.com/FY15M04-FCS_Blog_4-Estimating_Junction_Temperature_for_SPM7_Module-AN-9077_SPM7_Series_Users_Guide.html
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    2012-1-29 13:46
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    概述 许多 热电制冷器 (TEC) 控制器 采用PI或 PID( 比例、积分、微分 ) 环路 实现温度控制。虽然这些环路可以提供精密的温度控制,但却要求适当的P(比例)、I(积分)、D(微分)值。在很多情况下,这些P(比例)、I(积分)、D(微分)值是通过试验和误差来确定的,不仅耗时、有难度,而且所需时间可能比温度设置时间还要长。在生产测试环境中,如果必须在常规基础上对几个温度设定点或几个不同器件进行评估,那么,这将难上加难。   什么是自动调谐算法 ? 2510-AT 型自动调谐温度控制源表 温度控制环路采用自动调谐方法,可以自动确定热电制冷器器件的P(比例)、I(积分)、D(微分)的恰当值。对于每个期望的系统设定点,都将履行一次自动调谐过程。 2510-AT 自动调谐算法 将电压阶跃函数用于热电制冷器或 珀耳帖效应器件 。然后,抽取来自系统温度相应的信息,并用于改进的Ziegler-Nichols调谐技术,提供两个PID系数集合。一个集合是为最小温度超调量而优化,另一个集合为最小设定时间而优化。可以根据测试要求或器件限制,从两个集合中选择使用。如果需要的话,对系统响应进行微调时,还可以把这些数字用作起始点。   2510-AT型自动调谐温度控制源表的自动调谐算法假设:在珀尔帖电压下,系统对阶跃函数的响应是温度以指数形式上升: Tsystem = T initial ,t < t Lag Tsystem = T initial + T step (1–e –(t–t Lag )/Tau ),t≥t Lag   可以绘制成以下图形:     图1  Ziegler-Nichols调谐算法的温阶     在这种情况下,温阶表现为正数,但它可能是一个负的阶跃。对于大部分热电制冷器(珀尔帖) 激光二极管 和夹具来说,指数响应是常见的。不同数学模型的温度响应将对故障(或者不可预知的结果)进行自动调谐。一旦从电压阶跃响应中的采样数据中提取t Lag 和T au 时间,就可以计算出调谐常数。   了解更多信息 如您想了解更多2510-AT型自动温度控制(TEC)源表信息,请点击链接http://www.keithley.com.cn/products/dcac/specialtysystems/tempcontr/?mn=2510-AT ,或登录微博http://weibo.com/keithley 与专家互动。 吉时利知识库 http://www.keithley.com.cn/knowledgecenter 2510-AT型自动温度控制(TEC)源表 http://www.keithley.com.cn/products/localizedproducts/opto/2510at 2510-AT型自动温度控制(TEC)源表 http://www.keithley.com.cn/products/dcac/specialtysystems/tempcontr/?path=2510-AT/Downloads  
  • 热度 8
    2010-11-17 16:58
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    取代玻璃水银体温计的理想用具.使用 HT 体温计裸片电路,仅仅使用1,5V电池供电.在 32.00~43.00℃ 范围内,几乎可以作为准标准温度计使用.附有液晶逻辑图.尺寸图,印刷板图,调试方法与说明,可直接供生产,调试,维修人员参考.并且附有实物照片图(无外壳).
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