晶振是有源晶振的简称,又叫振荡器.英文名称是oscillator.晶体则是无源晶振的简称,也叫石英晶体谐振器.英文名称是crystal.
无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件,需要借助时钟电路才能产生振荡信号.常见的有圆柱晶振,SMD表贴式,49U、49S封装.
有源晶振(晶振)一般是表贴四个脚的封装,内部有时钟电路,只需供电便可产生振荡信号.一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式.
电压控制晶体振荡器(VCXO晶振),是通过施加外部控制电压使振荡频率可变或是可以调制的石英晶体振荡器.在典型的VCXO晶振中,通常是通过调谐电压改变变容二极管的电容量来“牵引”石英晶体振子频率的.
VCXO石英晶体振荡器允许频率控制范围比较宽,实际的牵引度范围约为±200ppm甚至更大.如果要求VCXO的输出频率比石英晶体振子所能实现的频率还要高,可采用倍频方案.扩展调谐范围的另一个方法是将晶体振荡器的输出信号与VCXO的输出信号混频.与单一的振荡器相比,这种外差式的两个振荡器信号调谐范围有明显扩展.
在石英晶体两个管脚加交变电场时,它将会产有利于一定频率的机械变形,而这种机械振动又会产生交变电场,上述物理现象称为压电效应.一般情况下,无论是机械振动的振幅,还是交变电场的振幅都非常小.但是,当交变电场的石英晶振频率为某一特定值时,振幅骤然增大,产生共振,称之为压电振荡.这一特定频率就是石英晶体的固有频率,也称谐振频率.
2.石英晶体的等效电路和振荡频率,石英晶体的等效电路如下图(a)所示.当石英晶体不振动时,可等效为一个平板电容C0,称为静态电容;其值决定于石英晶振,贴片晶振晶片的几何尺寸和电极面积,一般约为几到几十皮法.当晶片产生振动时,机械振动的惯性等效为电感L,其值为几毫亨.晶片的弹性等效为电容C,其值仅为0.01到0.1pF,因此,C<0.晶片的磨擦损耗等效为电阻R,其值约为100Ω,理想情况下R=0.
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