晶振——数字产品不可或缺的重要频率元器件
来源：http://www.hneyq.com 作者：yijinkj 2014年11月21
说到晶振可能并不是大家都知道,说到数字产品可谓是都能说出一大箩筐,特别是在这21世纪信息时代数字产品,大家耳熟能详的智能手机数字电视,数码相机,DVD等,数字电子技术于数字电路目前被广泛的应用于雷达,通信,电视,电子计算机,自动控制,航空航天等科学技术领域.我们知道电子产品离不开元器件却不知道都是由哪些元件组成,具体用到哪些元件大概只有从事那行的才精通,而我大概知道的是决大部分涉及到电路板的东西都离不开,晶振,电容,电阻,以及二极管三极管.这些东西有些是主要元件有些是次要元件,都有些不一样的功能有存在的价值,晶振在单片机中就像人的心脏一样重要,在其它数字产品中可能不是最重要,但同样是离不开晶体功能.
Crystal晶体,在板子上看上去好似不起眼的小器件,但是在数字电路里,就像是整个电路的心脏.数字电路的所有工作都离不开时钟,晶振的好坏,晶振电路设计的好坏,会影响到整个系统的稳定性.所以更多的了解晶振,选择好系统使用的晶振,对数字电路来说是决定成败的第一步.我们目前常说的晶振都是石英晶体振荡器或者石英晶体谐振器的简称.他们都是利用石英晶振的压电效应制作而成.在石英晶体的两个电极上施加电场会使晶体产生机械变形,反之,如果在晶体两侧施加机械压力就会在晶体上产生电场.并且,这两种现象是可逆的.利用这种特性,在晶体的两侧施加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时产生交变电场.这种震动和电场一般都很小,但是在某个特定频率下,振幅会明显加大,这就是压电谐振,当谐振高出指定频率时就要在晶振外部并联合适的电容,就可以组成并联谐振电路,这个合适的电容就是晶振的负载电容.
晶振除了压电效应以外,还有一个不能被忽略的特性,就是温漂.晶振的振荡频率会随着环境温度的变化发生微小的偏移,这是晶振固有的特性.正是由于温漂的存在,普通晶振的精度很难做的很高,常见的晶振精度多为20ppm,15ppm,10PP,5PPM很难做到5ppm以下有些日本大品牌高端技术生产出来的5PPM以下成本也比较高.
由于晶振在数字电路中的重要性,在使用和设计的时候我们需要小心处理：
1. 晶振内部存在石英晶体,所以在受到外部撞击或者跌落的时候容易造成石英晶体断裂破损造成晶振失效.在设计的时候就要考虑晶振的可靠安装以及位置尽量不要靠近板边,设备外壳等等
2. 设计的时候尽量缩短晶振部分的走线,晶振走线和其他信号线之间保留尽量远的距离,并且推荐将晶振的外壳接地,这些措施都能更好的避免干扰.
3. 不管是插件还是贴片晶振在手工焊接或者机器焊接时候要注意焊接温度,晶振对温度比较敏感,焊接时温度不能过高,并且加热时间尽量短.
4. 注意晶振是否被过驱动,过驱动会影响晶振使用寿命.如果用示波器测试发现晶振的输出被削波,波峰波谷被削平,那么就要考虑晶振是否被过驱动.可以适当调整R1限流电阻的阻值.直到输出完整的正弦波.
5. 谨慎选择C1,C2的容值.尽量按照厂家提供的推荐值设计.在满足起震要求的前提下,C1,C2的取值可以尽量小,能缩短晶振起震时间.
由此可见,石英晶振技术对于数字产品的重要性不言而喻,那么我们在关注电子产品的同时不光要注重本身领域的发展,还可关注晶振行业的发展才能在需要时买到称心如意的产品,关注晶振行业动态可收藏亿金电子官网:http://www.hneyq.com我们会不定期更新数据.
Crystal晶体,在板子上看上去好似不起眼的小器件,但是在数字电路里,就像是整个电路的心脏.数字电路的所有工作都离不开时钟,晶振的好坏,晶振电路设计的好坏,会影响到整个系统的稳定性.所以更多的了解晶振,选择好系统使用的晶振,对数字电路来说是决定成败的第一步.我们目前常说的晶振都是石英晶体振荡器或者石英晶体谐振器的简称.他们都是利用石英晶振的压电效应制作而成.在石英晶体的两个电极上施加电场会使晶体产生机械变形,反之,如果在晶体两侧施加机械压力就会在晶体上产生电场.并且,这两种现象是可逆的.利用这种特性,在晶体的两侧施加交变电压,晶片就会产生机械振动,同时产生交变电场.这种震动和电场一般都很小,但是在某个特定频率下,振幅会明显加大,这就是压电谐振,当谐振高出指定频率时就要在晶振外部并联合适的电容,就可以组成并联谐振电路,这个合适的电容就是晶振的负载电容.
晶振除了压电效应以外,还有一个不能被忽略的特性,就是温漂.晶振的振荡频率会随着环境温度的变化发生微小的偏移,这是晶振固有的特性.正是由于温漂的存在,普通晶振的精度很难做的很高,常见的晶振精度多为20ppm,15ppm,10PP,5PPM很难做到5ppm以下有些日本大品牌高端技术生产出来的5PPM以下成本也比较高.由于晶振在数字电路中的重要性,在使用和设计的时候我们需要小心处理：
1. 晶振内部存在石英晶体,所以在受到外部撞击或者跌落的时候容易造成石英晶体断裂破损造成晶振失效.在设计的时候就要考虑晶振的可靠安装以及位置尽量不要靠近板边,设备外壳等等
2. 设计的时候尽量缩短晶振部分的走线,晶振走线和其他信号线之间保留尽量远的距离,并且推荐将晶振的外壳接地,这些措施都能更好的避免干扰.
3. 不管是插件还是贴片晶振在手工焊接或者机器焊接时候要注意焊接温度,晶振对温度比较敏感,焊接时温度不能过高,并且加热时间尽量短.
4. 注意晶振是否被过驱动,过驱动会影响晶振使用寿命.如果用示波器测试发现晶振的输出被削波,波峰波谷被削平,那么就要考虑晶振是否被过驱动.可以适当调整R1限流电阻的阻值.直到输出完整的正弦波.
5. 谨慎选择C1,C2的容值.尽量按照厂家提供的推荐值设计.在满足起震要求的前提下,C1,C2的取值可以尽量小,能缩短晶振起震时间.
由此可见,石英晶振技术对于数字产品的重要性不言而喻,那么我们在关注电子产品的同时不光要注重本身领域的发展,还可关注晶振行业的发展才能在需要时买到称心如意的产品,关注晶振行业动态可收藏亿金电子官网:http://www.hneyq.com我们会不定期更新数据.
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