晶振选用指南
eeskill 2022-11-28

晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,无线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,高档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。

晶振常用读法

晶振在电路中用“X”、“Y”或者“Z”来表示。通常分为有源晶振和无源晶振两个大类,无源晶振需要芯片内部有振荡器,而且晶振的信号电压是根据起振电路而定,允许不同的电压,但无源晶振通常信号质量和精度较差,需要精确匹配外围电路(电感、电容、电阻等),如需更换晶振时要同时更换外围的电路。有源晶振不需要芯片的内部振荡器,可以提供高精度的频率基准,可是有源晶振的缺陷的信号是固定的,而有源晶振的信号质量比无源晶振要好

XAL1就是一个两脚的无源晶振,11.0592MHZ振荡频率,匹配电容是两个30P的瓷片电容。

每种芯片的手册上都会提供外部晶振输入的标准电路,会表明芯片的最高可使用频率等参数,在设计电路时要掌握。与计算机用CPU不同,单片机现在所能接收的晶振频率相对较低,但对于一般控制电路来说足够了。

另外说明一点,可能有些初学者会对晶振的频率感到奇怪,12M、24M之类的晶振较好理解,选用如11.0592MHZ的晶振给人一种奇怪的感觉,这个问题解释起来比较麻烦,如果初学者在练习串口编程的时候就会对此有所理解,这种晶振主要是可以方便和精确的设计串口或其它异步通讯时的波特率。

晶振在MPN电路中常用于:时钟晶振(MP3)、实时晶振(MP4)、功放晶振、调频晶振,MPN常用晶振有:6M、12M、24M、24.576M、27M等

插件的目前有两种频率单位,一个是MHZ读兆赫兹,还是一个KHZ读千赫兹。HZ就是赫兹的意思。

晶振应用简介

晶体振荡器被广泛应用到军、民用通信电台,微波通信设备,程控电话交换机,无线电综合测试仪,BP机、移动电话发射台,高档频率计数器、GPS、卫星通信、遥控移动设备等。它有多种封装,特点是电气性能规范多种多样。它有好几种不同的类型:电压控制晶体振荡器(VCXO)、温度补偿晶体振荡器(TCXO)、恒温晶体振荡器(OCXO),以及数字补偿晶体振荡器(MCXO或DTCXO),每种类型都有自己的独特性能。如果您需要使您的设备即开即用,您就必须选用VCXO或温补晶振,如果要求稳定度在0.5ppm以上,则需选择数字温补晶振(MCXO)。模拟温补晶振适用于稳定度要求在5ppm~0.5ppm之间的需求。VCXO只适合于稳定度要求在5ppm以下的产品。在不需要即开即用的环境下,如果需要信号稳定度超过0.1ppm的,可选用OCXO。

晶振选用指南


频率稳定性的考虑

石英晶体振荡器的主要特性是工作温度内的稳定性,稳定性越高,温度范围越宽,晶体振荡器的价格越贵。若是频率稳定度的要求在±20PPM或更多应用,可考虑选用普通的晶体振荡器或者无补偿的晶体振荡器。对于稳定度要求较高的如±1~±20PPM的首选考虑温补晶振TCXO。对于更高要求如±1ppm的稳定度首选考滤恒温晶振OCXO。

输出

石英晶体振荡器选型考虑的其他特性输出模式。现有HCMOS/TTL兼容、ACMAOS兼容、ECL和正弦波输出等输出模式,每种输出模式都有它的独特性和应用场景。认为关注三态或互补输出的要求,对称性、上升和下降时间以及逻辑电平对某些应用来说作出规定。

相位噪声和抖动

需要密切注意晶体振荡器的抖动和相位噪声特性,通常以微微秒表示的抖动可以有效值或峰峰值。如通信网络、无线数据传输、ATM和SONET等都有严格抖动指标要求。

电源和负载的影响

振荡器的频率稳定性亦受到振荡器电源电压变动以及振荡器负载变动的影响。正确选择振荡器可将这些影响减到最少。

封装

未来电子元器件会逐渐向小型化的趋势发展。封装较小的表贴电子元器件相对于比较大型的电子元器件更昂贵。

工作环境

考虑外界条件如工作时温度要求、湿度要求等要求,提前与供应商咨询客观条件下电子元器件应用场景的温度要求。

检测

对于晶振的检测, 通常仅能用示波器(需要通过电路板给予加电)或频率计实现。万用表或其它测试仪等是无法测量的。如果没有条件或没有办法判断其好坏时, 那只能采用代换法了,这也是行之有效的。

晶振常见故障相关

晶振常见的故障有: (a)内部漏电; (b)内部开路; (c)变质频偏;(d)与其相连的外围电容漏电。从这些故障看,使用万用表的高阻档和测试仪的VI曲线功能应能检查出(C),(D)项的故障,但这将取决于它的损坏程度。

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